DE2543032A1 - Kupferlegierung - Google Patents
KupferlegierungInfo
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- DE2543032A1 DE2543032A1 DE19752543032 DE2543032A DE2543032A1 DE 2543032 A1 DE2543032 A1 DE 2543032A1 DE 19752543032 DE19752543032 DE 19752543032 DE 2543032 A DE2543032 A DE 2543032A DE 2543032 A1 DE2543032 A1 DE 2543032A1
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
Description
New Haven, Connecticut, V.St.A.
w Kupferlegierung "
Priorität: 4. Oktober 1974, V.St.A., Nr. 512 259 und 512 339
Es besteht ein Bedarf an Kupferlegierungen mit hoher mechanischer Festigkeit, hervorragender Spannungskorrosionsbeständigkeit
und allgemeiner Korrosionsbeständigkeit, besonders in stark ammoniakalischer Umgebung, Ebenso wünschenswert ist ein
technisch billiges und rasch durchzuführendes Verfahren zur Herstellung solcher Legierungen. Diese Legierungen sollen den
strengen Anforderungen genügen, die elektrischen Kontaktfedern bei modernen Geräten unterworfen sind. Dabei sind beispielsweise
die mechanischen Eigenschaften gehärteter Federn, verbunden mit angemessener Biegbarkeit und Spannungskorrosionsbeständigkeit
in stark ammoniakalisehen Umgebungen, erwünscht, die während des Abbaus bzw. der Zersetzung organischer elektrischer
Isolationsmassen erzeugt v/erden.
609816./07A2
Γ
2
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein geeignetes und
/legierungen_
billiges Verfahren zur Herstellung von bearbeiteten Kupfer-/ mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, wie hervorragende
Spannungskorrosionsbeständigkeit in stark ammoniakalischer Umgebung,
verbunden mit einer hohen Festigkeit und günstigen Festigkeit-Biegefähigkeitseigenschaften, zu schaffen. Diese
Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Die Erfindung betrifft den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.
Die erfindungsgemäß behandelten Kupferlegierungen enthalten 1
bis 4,5 % Silicium und 1,0 bis 5,0 % Zinn. Der Gesamtgehalt von
Silicium und Zinn soll mindestens 3,5 % betragen, um angemessene
Spannungskorrosionsbeständigkeit und andere erwünschte mechanische Eigenschaften zu erhalten.
Erfindungsgemäß werden den Kupferlegierungen bevorzugt zusätzliche
Legierungselemente zugesetzt. Als erstes Legierungselement
werden den vorstehend genannten Kupferlegierungen vorzugsweise 0,01 bis 2,0 % Eisen, 0,01 bis 2,0 % Kobalt oder ihre Geraische
zugesetzt, wobei der maximale Gehalt an Eisen und Kobalt 3,0 % beträgt. Als zweites Legierungselement werden bevorzugt 0,01
bis 5,0 % Nickel, 0,01 bis 5,0 % Mangan, 0,01 bis 5,0 % Titan,
0,01 bis 5,0 % Zirkon, 0,01 bis 5,0 % Hafnium, 0,01 bis 2,0 %
Chrom, 0,01 bis 3,0 % Beryllium, 0,01 bis 5,0 % Vanadium, 0,01 bis 2,0 % Magnesium oder ihre Gemische zugesetzt. Der Gesamtgehalt
des ersten und zweiten Legierungselements liegt unter 10,0 &* _!
609816/0742
Das erste Legierungselement kann in der Legierung unabhängig vom zweiten und umgekehrt vorhanden sein. Dabei kann die Legierung
das erste Legierungselement ohne das zweite und umgekehrt und beide zusammen enthalten. Wenn das zweite Legierungselement
ohne das erste in der Legierung vorhanden ist, liegt der Gesamtgehalt des zweiten Legierungselements unter 10 %.
Erfindungsgemäß tragen die Silicium- und Zinn-Komponenten zu
einer maximalen Lösungs- und Kaltverfestigung bei, wobei der Siliciumgehalt für die gewünschte Spannungskorrosionsbeständigkeit
entscheidend ist. Durch die vorstehend genannten bevorzug·*
ten Legierungselemente werden optimale physikalische Eigenschaften erhalten. Diese Elemente bilden im allgemeinen dispergierte
oder ausgefällte Sekundärphasen. Die Morphologie dieser Phasen wird während der Behandlung kontrolliert, um die Dispersionsverfestigung
und Kornvergütung und/oder Ausfällungsverfestigung besonders während der Alterungsbehandlung zu erreichen.
Zusätzlich wird vorzugsweise ein drittes Legierungseleraent verwendet,
nämlich 0,01 bis 3,0 % Arsen, 0,01 bis 3,0 S^ Antimon,
0,01 bis 3,0 % Aluminium, 0,01 bis 3,0 % Zink oder ihre Gemische.
Der Gesamtgehalt dieser Legierungselemente soll höchstens 5,0 % betragen. Der Zusatz von Aluminium ist in Kombination mit
der Nickel- oder Mangankomponente besonders erwünscht. Das dritte Legierungselement kann in der Legierung unabhängig vom ersten
oder zweiten Legierungselement oder in Kombination entweder mit dem ersten oder dem zweiten oder vorzugsweise in Kombination
L_ mit beiden vorhanden sein. _j
£5 0 9 8 1 6 / 0 7 U 2
Γ , "Ι
Die erfindungsgemäß behandelten Legierungen können in üblicher
Weise gegossen werden. Um eine homogenere Gießstruktur und bessere Strangqualität zu erhalten, werden Fallendgieß- oder kontinuierliche
Gießverfahren bevorzugt.
Nach dem Gießen wird die Legierung vorzugsweise mindestens 15 Minuten auf Temperaturen von 60O0C bis zur Solidustemperatur
der entsprechenden Legierung erhitzt. Die Legierung wird anschließend bei einer Anfangstemperatur von mindestens 650 C bis
zu innerhalb 500C der Solidustemperatur der Jeweiligen Legierung
heißgewalzt. Das Schlußheißwalzen soll oberhalb von 4000C
erfolgen. Die tatsächliche Solidustemperatur der jeweiligen Legierung hängt vom Silicium- und Zinngehalt sowie von der Menge
und der Natur des jeweiligen Legierungselements ab. Die Heißwalzverminderung ist nicht kritisch und hängt von der erforderlichen
Endstärke ab.
Nach dem Heißwalzen wird die Legierung vorzugsweise abgeschreckt, wenn sie eines der vorstehend genannten Legierungselemente enthält,
um den maximalen Anteil der Legierungselemente in Lösung zu halten. Dies ist zur Erhaltung optimaler Eigenschaften hinsichtlich
der zweiten Legierungselemente besonders bevorzugt,
da sie aus der Lösung bei der nachfolgenden Behandlung in wesentlicher Menge ausgefällt werden. Die nachfolgende Behandlung umfaßt
einen Wärmebehandlungsschritt, um eine feine Dispersion der zweiten Legierungselemente zu erhalten, die einheitlich in
der Matrix der Legierung ausgefällt sind. Diese feine Dispersion ist wichtig, um die gewünschte Korngröße, mechanische Eigen-
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Γ - "I
schäften und besonders die Spannungsrelaxation zu erhalten. Die
Korngröße der Legierung liegt im allgemeinen unterhalb von 0,06 mm und, wenn die Legierungen das erste Legierungselement
enthalten, im allgemeinen unter 0,01 mm.
Die Legierung wird anschließend bei einer Temperatur unterhalb 2000C mit oder ohne Zwischenglühschritt kalt gewalzt. Das Glühen
kann nach dem Band- oder Chargenglühverfahren mit Haltezeiten von 10 Sekunden bis 24 Stunden bei Temperaturen von
250° bis 8500C durchgeführt werden. Im Endzustand kann das Material
entweder als kalt nachgewalztes Band oder warmbehandeltes Band, abhängig von den gewünschten Eigenschaften, vorliegen.
Es kann eine Mehrzahl von Kaltwalz- und glühzyklen verwendet werden.
Wenn die erfindungsgemäße Legierung eines der vorstehend genannten
zweiten Legierungselemente enthält, soll der Zwischenglühschritt ein Bandglühschritt,gefolgt von einem raschen Abkühlen
sein, so daß das zweite Legierungselement so lang wie gewünscht in Lösung zurückgehalten wird. Wenn die behandelte
Legierung ein zweites Legierungselement enthält, muß der Behandlungszyklus eine Glühstufe bei Temperaturen von 250 bis
6000C und Zeiten von 15 Minuten bis 24 Stunden enthalten, um
das zweite Legierungselement aus der Lösung auszufällen. Dadurch wird eine feine, einheitliche Ausfällung des zweiten Legierungselements
erreicht, das in der Legierungsmatrix dispergiert ist. Deshalb werden optimale Eigenschaften erhalten, wenn
die erfindungsgemäße Legierung als bearbeitete Legierung yor-
L J
R09818/07U
liegt und durch eine feine, einheitliche Ausfällung des zweiten Legierungselements, das in der Matrix dispergiert ist, gekennzeichnet
ist. Diese Glühstufe kann auch in der Kaltwalz-Glühstufe oder als letzter Heißbehandlungsschritt in dem Verfahrenszyklus
durchgeführt werden. Wenn der zur Ausfällung des zweiten Legierungselements dienende Glühschritt als Teil der
Kaltwalz-Glühstufe durchgeführt wird, müssen alle nachfolgenden Glühschritte nach dem Chargenglühverfahren bei oder unterhalb
der Ausfällungstemperatür, d.h. von 250 bis 600°C, innerhalb
von 15 Minuten bis 24 Stunden und nicht oberhalb der Ausfällungstemperatür durchgeführt werden. Natürlich können
die Glühschritte vor dem zur Ausfällung dienenden Glühschritt, wie vorstehend erläutert, bei Temperaturen von 250 bis 8500C
innerhalb von 10 Sekunden bis 24 Stunden durchgeführt werden.
Der Behandlungszyklus soll einen Wärmebehandlungs schritt entweder
als Zwischenglüh- oder als Endglühschritt enthalten, gleichgültig, ob das zweite Legierungselement in der jeweiligen Legierung
vorhanden ist oder nicht. Dieser Wärmebehandlungsschritt während des Behandlungszyklus ist notwendig, um eine
Verbesserung der Festigkeit-Duktilitäts-Beziehung mit oder ohne die bevorzugten Legierungselemente zu erhalten. Wie vorstehend
erläutert, wird dieser Wärmebehandlungsschritt wenigstens 10 Sekunden bei Temperaturen von 250 bis 850 C durchgeführt.
Erfindungsgemäß kann die erhaltene Legierung zu Formteilen,
wie Federn, geformt werden. Vorzugsweise werden die Teile einem
L J
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2S43032
Wärmebehandlungsschritt unterzogen, um bessere Spannungsrelaxationseigenschaften
zu erreichen. Dieser Wärraebehandlungsschritt soll 15 Minuten bis 8 Stunden bei Temperaturen von 150
bis 4000C durchgeführt werden.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Prozentangaben beziehen
sich auf das Gewicht.
Eine Legierung A aus 3 % Silicium, 2,5 % Zinn, 1,5 % Eisen,
Rest Kupfer wurde von 12000C in eine Stahlgießform gegossen,
deren Kupferboden mit Wasser gekühlt wird. Das 4,54 kg schwere
Gußstück wird 2 Stunden bei 75O0C durchwärmt und unmittelbar
danach bei einer Endheißwalztemperatur oberhalb 400°C auf eine Stärke von 9»5 mm heißgewalzt. Es folgt ein Kaltwalzschritt
bei einer Temperatur unterhalb 200°C auf eine Stärke von 2,54 mm. Die Legierung wird anschließend 1 Stunde bei 4500C
geglüht. Es folgen weitere Behandlungsschritte, um ein Metall mit einer Stärke von 0,51 mm im abgeschreckten und 40, 60 und
80prozentigen kaltgewalzten Zustand zu erhalten. Ein Teil des Metalls wird direkt auf eine Stärke von 0,51 mm kalt gewalzt,
was einem 80prozentigen kaltgewalzten Metall entspricht. Ein Teil des Metalls wird auf eine Stärke von 1,27 mm kalt gewalzt,
1 Stunde bei 450°C geglüht und dann auf eine Stärke von 0,51 mm kaltgewalzt, was einem 60prozentigen kalt gewalzten Metall entspricht.
Ein Teil des Metalls wird auf eine Stärke von 0,84 mm kalt gewalzt, 1 Stunde bei 4500C geglüht und dann auf eine
Stärke von 0,51 mm kaltgewalzt, was einem 40prozentigen kalt
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gewalzten Metall entspricht. Ein Teil des 40prozentigen kalt gewalzten Metalls wird 1 Stunde bei 45O0C bei einer Stärke von
0,51 mm geglüht, was einem geglühten Metall mit O % Stärkenverminderung
entspricht. Die Zugfestigkeitseigenschaften dieser Legierungen nach der Behandlung sind in Tabelle I zusammengefaßt.
Diese Eigenschaften werden mit denen bekannter hochfester Kupferlegierungen, Legierung B (CDA Legierung-510 mit
4,4 % Zinn, 0,07 % Phosphor, Rest Kupfer) und Legierung C (CDA Legierung-638 mit 2,7 % Aluminium, 1,7 % Silicium,
0,4 % Kobalt, Rest Kupfer) verglichen.
Die in Tabelle I zusammengefaßten Ergebnisse zeigen klar die Überlegenheit der Legierung der Erfindung hinsichtlich ihrer
Festigkeit nach dem Kaltwalzen. Zusätzlich besitzen die Legierungen folgende Korngrößen: Legierung A = 0,005 mrnj
Legierung B = 0,01 mm und Legierung C = 0,005 nun. Sowohl die
Legierungen A und C sind durch im Gefüge bzw. in der Matrix fein dispers dispergierte Phasen gekennzeichnet. Die fein disperse
Phase in der Legierung der Erfindung ist ein Gemisch von α-Eisen und Eisensilicid.
L _J
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Tabelle I Zugeigenschaften
Legie- Stärkenver- Festigkeit max. Zugfestig- Dehnung,
rung mindorung in bei 0,2 % keit,
der Kälte, Dehnung, 2
kg/cm2 kg/cm
%
A B C |
ooo | 4570 2812 3586 |
5906 3937 5625 |
23 46 35 |
A B C |
40 40 40 |
• 7634 ' 6539 6960 |
9140 6820 8437 |
2,0 5,0 5,0 |
A B C |
60 60 60 |
8789 7523 7734 |
9984 7734 9140 |
1,2 2,0 3,0 |
A B C |
80 80 80 |
9140 8015 8156 |
10405 8437 9562 |
1,0 1,0 2,8 |
Die Legierungen A und C, die gemäß Beispiel 1 behandelt wurden,
im 0, 40, 60 und 80prozentigen kaltgewalzten Zustand werden 1 Stunde bei 3200C dem Stabilisierungs- (Entspannungs-)glühen
unterworfen. Die 90°-Biegeeigenschaften dieser stabilisierten Legierungen werden anschließend bestimmt. Die in Tabelle II zusammengefaßten
Ergebnisse beruhen auf Aufzeichnungen der Grenzfestigkeitswerte bei Dehnung von 0,2 % gegen das Verhältnis
des Biegeradius zur Dicke (R/t), so daß die Biegeeigenschaften leicht mit einem äquivalenten Festigkeitswert bei einer Dehnung
von 0,2 % verglichen werden können. Zu Vergleichszwecken wurden
die Biegedaten aus bekannten Daten der Legierungen B und CDA 688 (Legierung D mit 22,7 % Zink, 3,5 % Aluminium, 0,38 % Kobalt,
Rest Kupfer) bestimmt und ebenfalls in die Tabelle II ^aufgenommen. _j
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Die Biegeeigenschaften bestimmen den Mindestradius,um den das
Band ohne Rißbildung entweder parallel oder senkrecht zur Walzrichtung gebogen werden kann. Die Eigenschaften hinsichtlich
der Längsrichtung beziehen sich auf die Achse, die senkrecht zur Walzrichtung (gute Meßergebnisse) verläuft, während die
Eigenschaften hinsichtlich der Querrichtung sich auf die Achse beziehen, die parallel zur Walzrichtung (schlechte Meßergebnisse)
verläuft. R ist der kleinste Radius, bei dem noch keine Rißbildung beobachtet wird, und t ist die Dicke des Bandes
(0,51 mm). Die Legierung der Erfindung besitzt bessere Biegeeigenschaften hinsichtlich der Längsrichtung als die bekannten
CDA Legierungen 638 und 688 und bessere Biegeeigenschaften hinsichtlich
der Querrichtung als die bekannten CDA Legierungen 510 und 638. Es ist besonders von Bedeutung, daß die Legierung
der Erfindung eine entsprechende Duktilität bei Festigkeitswerten besitzt, die andere Legierungen nicht erreichen können.
Tabelle | II | 0,3 0,3 0,7 0,8 |
1,1 1,5 2,0 0,9 |
|
Bie^ceeigenschaften | 1,3 1,0 1,9 2,2 |
3,8 5,2 5,2 2,1 |
||
Legierung | 2,2 1,8 2,3 2,1 |
6,6 9,0 10,0 3,3 |
||
A B C D |
2,2 | 14 | ||
A B C D |
Festigkeit bei Längsrichtung Querrichtung 0,2 % Dehnung, k£/cra2 R/t R/t |
|||
A B C D |
5625 5625 5625 5625 |
|||
A | 7031 7031 7031 7031 |
|||
7734 7734 7734 7734 |
||||
8437 |
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Γ "1
Beispiel 3
Kupferlegierungen der Erfindung, die Silicium, Zinn und Eisen enthalten, werden gemäß Beispiel 1 als 4,54 kg schwere Gußstücke
fallend gegossen. Sie werden gemäß Beispiel 1 behandelt und geglüht, um auf folgende Weise ein Metall mit einer Stärke
von 0,76 mm in 50prozentigem kaltgewalzten Zustand zu erhalten: Heizwalzen von 7500C auf eine Stärke von 9,52 mm mit einer
Endtemperatur oberhalb 40O0C; Kaltwalzen unterhalb 2000C auf
eine Stärke von 3 mm; 1 stündiges Glühen bei 4500C; Kaltwalzen
unterhalb 2000C auf eine Stärke von 1,5 mm; 1stündiges Glühen
bei 4500C und 50prozentiges Kaltwalzen unterhalb 2000C auf
eine Endstärke von 0,76 mm. Die Legierungen werden auf Spannungskorrosion in feuchter Ammoniakgasatmosphäre auf folgende Weise
geprüft: Der Zahl der Zurücksprünge nach Entfernen aus einer Prüfspannvorrichtung wird gegen die Einwirkzeit mit U-förmig
gebogenen Probestücken gemessen. Bei dieser Prüfung ist als Spannungskorrosionsparameter die Zeit von größtem Interesse,
bei der 80 % der Probestücke zurückspringen. Je höher der Wert dieses Parameters ist, desto widerstandsfähiger ist die Legierung
gegen Spannungskorrosion in der jeweiligen Umgebung. Die Spannungskorrosionswerte und die Zugeigenschaften in Querrichtung
sind in Tabelle III zusammengefaßt. Zum Vergleich werden ähnliche Werte für die bekannten Legierungen B und C gezeigt.
Diese Werte zeigen die hervorragende Spannungskorrosionsbeständigkeit, Es ist deutlich zu sehen, daß Zinn allein
(vgl. Legierung B) nicht die gewünschte Widerstandsfähigkeit gegen Spannungskorrosion aufweist. Weiterhin weist Silicium in
Verbindung mit einem anderen Element, wie Aluminium, nicht die L J
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hervorragende Widerstandsfähigkeit gegen Spannungskorrosion wie die Legierung der Erfindung auf. Deshalb ist es äußerst
überraschend, daß die erfindungsgemäße Kombination von Silicium
und Zinn Kupferlegierungen eine solche hervorragende Widerstandsfähigkeit gegen Spannungskorrosion verleiht.
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Legierung *
Tabelle III
Spannungskorrosionswiderstandsfähigkeit
raechanische Eigenschaften in Querrichtung
Dehnung,
Si
3,5 % | Si - | |
cn | Rest | Cu |
ο | ||
co | 2,5 % | Si - |
00 | Rest | Cu |
cn» | ||
B | ||
α | ||
-«4 | C | |
■Γ- |
- 1,8 % Sn - 0,01 % Fe,
- 3,0 % Sn - 0,01 % Fe, Festigkeit bei
0,2 % Dehnung,
kg/cm2
0,2 % Dehnung,
kg/cm2
7172
maximale Zugfestigkeit,
kg/cm2
kg/cm2
9351
3,0
- 13 -
Zeit, bei der
80 % der Probestücke in feuchter Ammoniakgasatmosphäre zurückspringen, Std.
80 % der Probestücke in feuchter Ammoniakgasatmosphäre zurückspringen, Std.
^1008
7523 | 9421 | 4,7 | >1008 |
6539 | 7453 | 4,0 | 205 |
7101 | 8859 | 5,5 | 27,5 |
* Geprüft bei einer Stärke von 0,76 mm in 50prozentigem kalt gewalzten Zustand.
CO CD OO K?
Γ - 1Α - .
Beispiel 4
In diesem Beispiel werden zusätzliche Ergebnisse angeführt,
die die Eigenschaften verschiedener Legierungen zeigen. Die Le gierungen A, B, C und D haben die vorstehend angegebene Zusammensetzung. Die Legierungen E, F, G, H und I haben die in nach stehender Tabelle IV-A angegebene Zusammensetzung. Die Legierungen A und E bis I werden gemäß Beispiel 1 und 2 auf folgende Weise behandelt: Heißwalzen von 75O°G auf eine Stärke von
9,52 mm mit einer Endtemperatur oberhalb 4000C; Kaltwalzen
unterhalb 2000C auf eine Stärke von 3 mm; 1 stündiges Glühen
bei 45O0C; 67prozentiges Kaltwalzen unterhalb 2000C auf eine
Stärke von 1 mm; 1stündiges Glühen bei 4500C und 50prozentiges Kaltwalzen unterhalb 200°C auf eine Stärke von 0,5 mm.
Die resultierenden Zug- und Biegeeigenschaften sind in den Tabellen IV-B und IV-C zusammengefaßt. Zu Vergleichszwecken sind ähnliche Daten für die Legierungen B, C und D angegeben.
die die Eigenschaften verschiedener Legierungen zeigen. Die Le gierungen A, B, C und D haben die vorstehend angegebene Zusammensetzung. Die Legierungen E, F, G, H und I haben die in nach stehender Tabelle IV-A angegebene Zusammensetzung. Die Legierungen A und E bis I werden gemäß Beispiel 1 und 2 auf folgende Weise behandelt: Heißwalzen von 75O°G auf eine Stärke von
9,52 mm mit einer Endtemperatur oberhalb 4000C; Kaltwalzen
unterhalb 2000C auf eine Stärke von 3 mm; 1 stündiges Glühen
bei 45O0C; 67prozentiges Kaltwalzen unterhalb 2000C auf eine
Stärke von 1 mm; 1stündiges Glühen bei 4500C und 50prozentiges Kaltwalzen unterhalb 200°C auf eine Stärke von 0,5 mm.
Die resultierenden Zug- und Biegeeigenschaften sind in den Tabellen IV-B und IV-C zusammengefaßt. Zu Vergleichszwecken sind ähnliche Daten für die Legierungen B, C und D angegeben.
Tabelle IV-A
Zusammensetzung
Zusammensetzung
Lepiierun^ | Silicium. % | Zinn, % | Kobalt, % | Eisen, % |
E | 3,0 | 2,5 | 1,5 | _ |
F | 1,5 | 4 | - | - |
G | 2,0 | 4 | - - | - |
H | 2,0 | 3,5 | - | - |
I | 2,0 | 3,5 | 1,5 |
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Tabelle IV-B
Zugeigenschaften
Legierung | Stärkenver | Festigkeit | max. Zugfestig | Dehnung, |
minderung in | bei 0,2 % | keit, | ||
der Kälte, | Dehnung, | . ρ | ||
% | kg/cm2 | kg/cm | 96 | |
A | 50 | 8437 | 9632 | 1,5 |
B | 50 | 7101 | 7242 | 3,0 |
C | 50 | 7383 | 8859 | 4,0 |
D | 50 | 8156 | 8999 | 2,0 |
E | 50 | 8437 | 9632 | 1,5 |
F | 50 | 7453 | 8015 | 6,6 |
G | 50 | 7734 | 8648 | 2,5 |
H | 50 | 7523 | 8437 | 2,0 |
I | 50 | 8437 | 9351 | 2,5 |
A | 100 |
B | 100 |
C | 100 |
D | 100 |
E | 100 |
F | 100 |
G | 100 |
H | 100 |
I | 100 |
Tabelle IV-C
Biegeeigenschaften
Legierung Festigkeit Längsrichtung Querrichtung
bei 0,2 %
Dehnung.
bei 0,2 %
Dehnung.
/Z R/t R/t
1,3 3,8
1,0 5,2
1,9 5,2
2,2 2,1
1,2 4,6
1,2 5,0
1,6 4,7
0,8 3,8
1,2 3,0
Aus den Tabellen ist ersichtlich, daß die Legierungen der Erfindung
bei der entsprechenden Verminderung in der Kälte eine höhere Streckfestigkeit als die Legierungen B und C aufweisen.
Insbesondere zeigen die Biegedaten in Tabelle IV-C, daß die
Legierungen der Erfindung bessere Biegeeigenschaften in der
Längsrichtung (gute Meßergebnisse) bei vergleichbarer Streckfestigkeit als die Vergleichslegierungen mit Ausnahme der Le-
Legierungen der Erfindung bessere Biegeeigenschaften in der
Längsrichtung (gute Meßergebnisse) bei vergleichbarer Streckfestigkeit als die Vergleichslegierungen mit Ausnahme der Le-
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Γ 1
"' 16 " 2543Ü32
gierung D und bessere Biegeeigenschaften in Querrichtung (schlechte Meßergelmisse) als die Vergleichslegierungen mit
Ausnahme der Legierung D besitzen.
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Claims (19)
1. Kupferlegierung, bestehend aus 1,0 bis 4,5 % Silicium,
1,0 bis 5,0 % Zinn, wobei deren Gesamtmenge mindestens 3,5 %
beträgt, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen.
2. Kupferlegierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
ein weiteres erstes Legierungselement von 0,01 bis 2,0 % Eisen,
0,01 bis 2,0 % Kobalt oder ihres Gemisches, wobei deren Gesamtmenge höchstens 3,0 % beträgt.
3. Kupferlegierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein
weiteres zweites Legierungselement von 0,01 bis 5*0 % Nickel,
0,01 bis 5,0 % Mangan, 0,01 bis 5,0 % Titan, 0,01 bis 5,0 %
Zirkon, 0,01 bis 5,0 % Hafnium, 0,01 bis 2,0 % Chrom, 0,01 bis 3,0 % Beryllium, 0,01 bis 5,0 % Vanadium, 0,01 bis 2,0 % Magnesium
oder ihres Gemisches, wobei deren Gesamtmenge höchstens 10,0 % beträgt.
4. Kupferlegierung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Gesamtmenge des ersten und zweiten Legierungselements
von höchstens 10,0 %.
5· Kupferlegierung nach Anspruch 3 und 4, gekennzeichnet
durch eine fein disperse Ausfällung des in der Matrix dispergierten zweiten Legierungselements.
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Γ - 18 - Π
6. Kupferlegierung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein weiteres drittes Legierungselement von 0,01 Ms
3,0 % Arsen, 0,01 bis 3,0 % Antimon, 0,01 bis 3,0 % Aluminium,
0,01 bis 3,0 % Zink oder ihres Gemisches, wobei deren Gesamtmenge
höchstens 5,0 % beträgt.
7. Kupferlegierung nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet, durch eine Korngröße von höchstens 0,06 mm.
8. Kupferlegierung nach Anspruch 2 und 4, gekennzeichnet durch eine Korngröße von höchstens 0,01 ram.
9. Verfahren zur Herstellung der Kupferlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
(A) die Kupferlegierung bei Anfangs temp era tür en von mindestens
6500C und bis zu innerhalb 500C ihrer Solidustemperatur und
bei einer Sid tempera tür von oberhalb 4000C heiß walzt,
(B) bei einer Temperatur unterhalb 20O0C kalt walzt und
(C) 10 Sekunden bis 24 Stunden bei Temperaturen von 250 bis 8500C glüht.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Kupferlegierung mit einem ersten Legierüngselement von
0,01 bis 2,0 % Eisen, 0,01 bis 2,0 % Kobalt oder deren Gemisch
verwendet, wobei deren Gesamtmenge höchstens 3,0 So beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Kupferlegierung mit einem zweiten Legierungs element von
L -J
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0,01 bis 5,0 % Nickel, 0,01 Ms 5,0 % Mangan, 0,01 bis 5,0 %
Titan, 0,01 bis 5,0 % Zirkon, 0,01 bis 5,0 % Hafnium, 0,01 bis
2,0 % Chrom, 0,01 bis 3,0 % Beryllium, 0,01 bis 5,0 % Vanadium,
0,01 bis 2,0 % Magnesium oder deren Gemische verwendet, wobei bei Gegenwart des ersten und zweiten Legierungselements deren
Gesamtmenge höchstens 10,0 % beträgt.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Kupferlegierung mit einem dritten Legierungselement
von 0,01 bis 3,0 % Arsen, 0,01 bis 3,0 % Antimon, 0,01 bis 3,0 % Aluminium, 0,01 bis 3,0 % Zink oder deren Gemische verwendet,
wobei deren Gesamtgehalt höchstens 5,0 % beträgt.
13· Verfahren nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Legierung vor dem Heißwalzschritt wenigstens 15 Minuten auf Temperaturen zwischen 600°C und der Solidustemperatur
erhitzt.
14. Verfahren nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Legierung nach dem Heißwalzen auf Raumtemperatur abschreckt.
15. Verfahren nach Anspruch 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Heizwalz- und Glühschritte wenigstens einmal wiederholt.
609816/0742
16. Verfahren nach Anspruch 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Legierung zum Schluß 15 Minuten bis 8 Stunden bei Temperaturen von 250 bis 60O0C wärmebehandelt.
17. Verfahren nach Anspruch 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die Legierung zu einem kalt nachgewalzten Band verarbeitet.
18. Verfahren nach Anspruch 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der Legierung Formteile herstellt und 15 Minuten bis
8 Stunden bei Temperaturen von 150 bis 4000C wärmebehandelt.
19. Verwendung der Legierung gemäß Anspruch 1 bis 8 zur Herstellung
von Federn.
609816/0742
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