DE2701258A1 - Kupferlegierung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Beim Glühen von Kupferlegierungen in Gegenwart von Wasserstoff muß das Kupfer frei von Oxiden sein, da die Anwesenheit von freiem oder als Kupferoxid gebundenem Sauerstoff während des Glühvorganges zur Bildung von Wasserdampf und damit zur Versprödung der Legierung führt.

Zur Verminderung des Sauerstoffgehalts von Kupfer und damit zur Vermeidung des Versprödens werden bisher hauptsächlich zwei Verfahren benutzt. Beim ersten dieser Verfahren wird die Legierung unter einer inerten Gasatmosphäre vergossen und das geschmolzene Kupfer mit einem inerten Gas gespült, um seinen Sauerstoffgehalt zu vermindern. Dieses komplizierte Verfahren ist nur schwer in befriedigender Weise durchzuführen. Das andere hauptsächlich angewendete Verfahren zum Entfernen des

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Sauerstoffes besteht im Zusatz von Desoxidationsmitteln, die eine größere Affinität zu Sauerstoff besitzen als Kupfer, zu der Schmelze. Die Desoxidationsmittel bilden stabile Oxide, die beim Glühen durch Wasserstoff nicht reduziert werden. Die meisten der bisher verwendeten Desoxidationsmittel haben jedoch den Nachteil, daß sie die elektrische Leitfähigkeit des Kupfers bedeutend verschlechtern, wenn sie im Überschuß in der desoxidierten Kupferlegierung in Lösung bleiben. Infolge der Reaktionsfähigkeit der verwendeten Desoxidationsmittel 1st es aber, schwierig, die zur Entfernung des Sauerstoffs im geschmolzenen Kupfer benötigte Menge so genau festzulegen, daß keine Verschlechterung der Leitfähigkeit verursacht wird.

Es ist außerdem bekannt, daß sauerstofffreies Kupfer verhältnismäßig schlechte mechanische Eigenschaften aufweist, so daß ein besonderes Bedürfnis danach besteht, diese Eigenschaften zu verbessern und gleichzeitig eine hohe elektrische Leitfähigkeit zu erhalten. Außerdem besitzt sauerstofffreies Kupfer einen sehr niedrigen Erweichungspunkt. Pur zahlreiche Anwendungen wäre es jedoch besonders günstig, ein Höchstmaß an mechanischer Festigkeit und elektrischer Leitfähigkeit zu erreichen und gleichzeitig die Erweichungstemperatur des Kupfers zu erhöhen. Schließlich muß bei der Verarbeitung von sauerstofffreiem Kupfer Sorge getragen v/erden, daß eine'Wiederaufnahme von Sauerstoff in die Legierung vermieden v/ird. Beispielsweise muß sauerstoff fr eies Kupfer unter einer inerten Gasatmosphäre geschweißt v/erden, um das geschmolzene Metall in der Schweißzone vor Oxidation zu schützen.

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Mischmetall wurde bereits als Desoxidationsmittel bei der Herstellung von sauerstoffreiem Kupfer verwendet. In Gegenwart von überschüssigem Mischraetall entsteht jedoch aus Cu und CeCug ein niedrig schmelzendes Eutektikum. Dies führt zu einer Legierung, die zum Löten und ähnlichen Verwendungen bei hohen Temperaturen ungeeignet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupferlegierung zu schaffen, die frei von Sauerstoff ist, eine hohe elektrische Leitfähigkeit, mechanische Festigkeit und thermische Stabilität besitzt, sich leicht in technischem Maßstab herstellen läßt und im Kontakt mit Sauerstoff bei hohen Temperaturen beständig gegen Oxidation sowohl an der Oberfläche als auch im Inneren ist.

Die Lösung dieser Aufgabe beruht auf dem überraschenden Befund, daß eine Kupferlegierung, die mindestens ein Metali der Lanthanidengruppe sowie Phosphor und Magnesium und gemäß einer weiteren AusfUhrungsform mindestens ein Fällungsmittel für Phosphor enthält, die geforderte hohe elektrische Leitfähigkeit, Temperaturbeständigkeit und mechanische Festigkeit besitzt.

Die Erfindung betrifft somit eine Kupferlegierung, die aus etwa 0,01 bis etwa 0,5 % mindestens eines Metalls der Lanthanidengruppe, etwa 0,01 bis etwa 1,75 % Phosphor, etwa 0,007 bis etwa 3,3 % Magnesium, Rest Kupfer und üblichen Verunreinigungen besteht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform

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enthält die Kupferlegierung etwa 0,01 bis etwa 5,0 5* eines Fällungsmittels für Phosphor.

Vorzugsweise enthalten die Legierungen 0,012 bis 0,5 % des Metalls der Lanthanidengruppe, 0,011 bis 0,5 % Phosphor und 0,007 bis 0,4 # Magnesium. Sämtliche Prozentangaben bedeuten Gewichtsprozente.

Als Fällungsmittel für Phosphor können beispielsweise Chrom, Zirkonium, Titan, Kobalt, Vanadium, Niob, Mangan und Eisen verwendet werden. Sie können bis zu einer Menge von 5,0 % oder bis zur Grenze ihrer Löslichkeit in Kupfer verwendet . werden. Als Metall der Lanthanidengruppe kann in einer bevorzugten Ausführungsform Mischmetall verwendet werden. Die vorstehend angegebenen Mengenbereiche können zur Erzielung der für bestimmte Anwendungen der Legierungen erforderlichen Eigenschaften verändert werden. Beispielsweise können die Legierungen innerhalb der angegebenen Bereiche modifiziert werden, um hohe mechanische Festigkeit und elektrische Leitfähigkeit zu erreichen, wenn die Verwendung der Legierung vorwiegend eine hohe Festigkeit erfordert. Andererseits kann die elektrische Leitfähigkeit hervorgehoben werden, ohne daß ein nennenswerter Verlust an mechanischer Festigkeit und Temperaturstabilität auftritt.

Die erfindungsgemäßen Legierungen beinhalten keine bestimmten atöchiometrischen Verhältnisse der Fällungsmittel, da die Kinetik der Phosphidbildung sehr unterschiedlich ist. Bei-

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spielsweise können die erfindungsgemäßen Legierungen verbesserte elektrische Leitfähigkeit und mechanische Festigkeit erreichen, ohne daß ein bestimmtes stöchiometrisches Mengenverhältnis der Elemente genau eingehalten wird, solange die Gesamtmenge der eingesetzten Fällungsmittel ausreicht, den vorhandenen Phosphor praktisch vollständig zu binden. Die Gegenwart eines bestimmten, als Fällungsmittel eingesetzten Elements in der Legierung hängt zum Teil von der Menge des für die Fällung vorhandenen Phosphors und von der Löslichkeit des Elements in Kupfer ab. Die endgültigen Eigenschaften der Legierung hängen außerdem auch von der besonderen Art der Verarbeitung ab.

Die erfindungsgemäßen Legierungen zeichnen sich durch eine besondere Oxidationsbeständigkeit an der Luft bei hohen Temperaturen aus. Da bei ihrer Herstellung chemische Desoxidationsmittel eingesetzt werden, sind die Legierungen beständig gegen die Bildung von Kupferoxid im Inneren und der in der Folge davon auftretenden "Wasserstoffkrankheit·· bei der Heißverarbeitung oder einer anderen Verwendung bei hohen Temperaturen. Dies bedeutet einen erheblichen Fortschritt im Vergleich mit nach bekannten Verfahren hergestelltem sauerstofffreiem Kupfer und mit Kupfer, das mit Mischmetall allein desoxidiert wurde. Die erfindungsgemäßen Legierungen besitzen um etwa 50 C höhere Erweichungstemperaturen und weisen außerdem verbesserte Zugeigenschaften auf.

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Das als Gemisch der Metalle der Lanthanidengruppe verwendete Mischmetall ist eine Legierung, die hauptsächlich Metalle der Lanthanidengruppe enthält. Ein typisches Mischmetall hat beispielsweise folgende Zusammensetzung: 50 % Cer, 27 % Lanthan, 16 S^ Neodym, 5 % Praseodym und 2 % andere seltene Erdmetalle. Die Bezeichnung "Mischmetall" erstreckt sich aber in diesem Zusammenhang auf alle Legierungen, die vorwiegend aus den Metallen der Lanthanidengruppe bestehen, ohne Rücksicht auf deren relative Mengenverhältnisse. Beispielsweise kann anstelle von Mischmetall auch Cer allein verwendet werden, wobei die gleichen befriedigenden Ergebnisse erhalten werden.

Die Menge der eingesetzten Phosphor-Fällungsmittel hängt von ihrer jeweiligen Löslichkeit in Kupfer ab. Im einzelnen kann Zirkonium in einer Menge von etwa 0,01 bis etwa 0,15 5«, Chrom von etwa 0,01 bis etwa 0,65 %, Titan von etwa 0,01 bis etwa 4,7 %, Vanadium von etwa 0,01 bis etwa 0,64 %, Niob von etwa 0,01 bis etwa 1,5 96, Eisen von etwa 0,01 bis etwa 2,8 %, Mangan von etwa 0,01 bis etwa 5,0 % und Kobalt von etwa 0,01 bis etwa 3,5 % in den Legierungen enthalten sein.

Die verwendeten Phosphor-Fällungsmittel besitzen bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen wie 400 bis 500⁰C eine verhältnismäßig geringe Löslichkeit in Kupfer. Wenn mehr Fällungsmittel eingesetzt wird als durch den vorhandenen Phosphor gebunden werden kann, dann fällt der Überschuß des Fällungsmittels während des Temperns der Legierung zur Erhöhung ihrer elektrischen Leitfähigkeit aus. Infolgedessen muß die

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. 40-

Menge des eingesetzten Fällungsmittels, wie vorstehend erwähnt, auf die Menge des der Legierung zugesetzten Phosphors bezogen werden. Die Fällungsmittel müssen also in ausreichender Menge zugesetzt werden, damit praktisch der gesamte der Legierung zugesetzte Phosphor ausgefällt wird und gleichzeitig noch ein Überschuß des Fällungsmittels in der Legierung verbleibt.

Die tolerierbare oder wünschenswerte Menge eines solchen Überschusses an Fällungsmittel hängt von der Löslichkeit des einzelnen Fällungsmittels in Kupfer im vorstehend erwähnten Temperaturbereich sowie von den besonderen Einflüssen ab, die die Fällungsmittel auf die elektrische Leitfähigkeit der Legierung haben können. Beispielsweise ist ein verhältnismäßig großer Überschuß von Chrom oder Zirkonium in der Größenordnung von 0,1 bis 0,4 % tolerierbar und wünschenswert, während der Überschuß an Eisen oder Kobalt über die mit Phosphor gebundene Menge kleiner als 0,1 % sein soll.

In Tabelle I sind die chemischen Formeln der bekannten Phosphide aufgeführt, die bei der Zugabe der entsprechenden Fällungsmittel zusammen mit Phosphor entstehen. Die Tabelle enthält neben den erfindungsgemäß verwendeten Fällungsmitteln auch Magnesium sowie Cer als einem typischen Vertreter der Metalle der Lanthanidengruppe. Außerdem enthält die Tabelle die Gewichtsverhältnisse des entsprechenden Metalls zu Phosphor in dem jeweiligen Metallphosphid.

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Tabelle I

Legierungs- zusatz	gebildetes Phosphid	Gewichtsverhältnis Metall : Phosphor
Mg Ce	Mg3P2 CeP	1,18 4,52
Ti	Ti3P	4,64
Zr	ZrP	2,95
V	V3P	4,93
Nb	NbP	3,00
Cr	Cr3P	5,04
Mn	Mn3P	5,32
Fe	Fe3P	5,41
Co -	Co2P	3,81

Der Phosphorgehalt einer bestimmten Legierung, die beispielsweise Phosphor, Magnesium, Cer und Chrom enthält, kann aus Tabelle I folgendermaßen berechnet werden: Der Gehalt in Gewichtsprozent an Phosphor ist gleich oder kleiner als die Summe der Gewichtsprozente an Magnesium dividiert durch 1,18, der Gewichtsprozente an Cer dividiert durch 4,52 und der Gewichtsprozente an Chrom dividiert durch 5,04. Wird die vorstehend beschriebene Beziehung eingehalten, dann ist sichergestellt, daß kein überschüssiger Phosphor in fester Lösung vorhanden ist.

Zusätzlich zu einem Überschuß der verschiedenen Phosphor-Fällungsmittel kann ein Überschuß an Phosphor in einer Menge bis zu etwa 0,025 % in der Legierung vorhanden sein, ohne daß ihre Eigenschaften nachteilig beeinflußt werden. Ein Überschuß an Phosphor erhöht die mechanische Festigkeit der Legierung, wobei gleichzeitig ihre elektrische Leitfähigkeit

in einem annehmbaren Bereich bleibt.

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Bei der Bildung der in Tabelle I aufgeführten Metallphosphide können in geringem Umfang auch Verbindungen entstehen, die Gemische der verschiedenen Elemente sowie Spuren anderer Elemente enthalten. Diese Verbindungen können die elektrische Leitfähigkeit der erhaltenen Legierung in gewissem Ausmaß beeinflussen, sie berühren jedoch nicht ihre mechanische Festigkeit.

Die erfindungsgemäßen Legierungen können gegebenenfalls für bestimmte Anwendungsgebiete weitere Zusätze enthalten. Beispielsweise können Desoxidationsmittel, wie Aluminium, Bor oder Mischmetall, wenn es nicht einer der Hauptlegierungsbestandteile ist, in geringen aber wirkungsvollen Mengen zugesetzt werden. Ebenso kann zur Verbesserung der Erweichungsfestigkeit eine geringe Menge Zirkonium zugesetzt werden, wenn es nicht bereits vorhanden ist. Blei, Selen oder Tellur können in entsprechender Menge zugesetzt werden, um die Verarbeitbarkeit zu verbessern. Arsen und Antimon können als Homologe des Phosphors diesen im gleichen Atomproζentverhältnis ganz oder teilweise ersetzen, da sie den Phosphiden analoge Verbindungen bilden. Arsen und Antimon können auch zusätzlich zu Phosphor in geringen Mengen zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit auch bei Belastung zugesetzt werden. Die Mengen der vorstehend beschriebenen Zusätze sollen so niedrig wie möglich gehalten werden, um den erwünschten Zweck zu erreichen, da ein Überschuß die elektrische Leitfähigkeit verschlechtert.

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ORIGINAL INSPECTED

In Tabelle I ist als Beispiel für die Phosphide der Lanthanidenmetalle nur das Cerphosphid aufgeführt. Infolge ihrer großen chemischen Ähnlichkeit bilden jedoch die anderen Lanthanidenmetalle mit Phosphor analoge Verbindungen, die sehr ähnliche Eigenschaften aufweisen.

Die erfindungsgemäßen Legierungen werden im allgemeinen nach bekannten Verfahren hergestellt. Infolge der hohen Reaktivität bestimmter in den erfindungsgemäßen Legierungen verwendeter Zusätze sollen sowohl Mischmetall als auch Zirkonium dem geschmolzenen Metall, unmittelbar bevor es die Gießform erreicht, kontinuierlich zugesetzt werden. Diese Form der Zugabe ist vor allem bei Stranggießverfahren günstig; vgl. US-PS 37 38 827. Das Magnesium kann infolge seiner Reaktivität in ähnlicher Weise zugesetzt werden, auch wenn es in diesem Fall nicht unbedingt notwendig ist. Desgleichen können Phosphor und die übrigen Legierungsbestandteile dem geschmolzenen Metall entweder in diskontinuierlicher Form oder auf die vorstehend beschriebene kontinuierliche Art zugesetzt werden. Im Anschluß daran können die erfin dungsgemäßen Legierungen nach bekannten Verfahren vergossen werden, wobei im allgemeinen ähnliche Verfahren angewendet werden wie für andere Legierungen mit hohem Kupfergehalt.

Die erfindungsgemäßen Legierungen können nach bekannten Verfahren zu ihrer endgültigen Form verarbeitet werden. Die Legierungen sollen bei Temperaturen von 500 bis 90O°C zur gewünschten vorläufigen Form warmgewalzt werden. Nach dem V/arm

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walzen können die Legierungen 15 Minuten bis 6 Stunden bei Temperaturen von 500 bis 1000⁰C lösungsgeglüht und anschließend rasch abgekühlt werden. Falls kein Lösungsglühen erforderlich ist, können die Legierungen auch 1 Minute bis 1 Stunde bei Temperaturen von 500 bis 900⁰C zur Rekristallisation geglüht werden. Die beiden beschriebenen Glühbehandlungen müssen nicht unbedingt durchgeführt werden.

Die Legierungen sollen danach bei einer Temperatur unter 200⁰C kaltverformt werden, um einen Verformungsgrad von mindestens 10 %, vorzugsweise von mindestens 50 %_t zu erreichen. Danach können die Legierungen 15 Minuten bis 24 Stunden bei Temperaturen von 250 bis 600⁰C wärmebehandelt werden. Eine besonders günstige Kombination von Eigenschaften kann dadurch erhalten werden, daß die Kaltverformung und die Wärmebehandlung nacheinander mehrere Male wiederholt werden. Wenn die größtmögliche mechanische Festigkeit gefordert wird, soll der vorletzte oder letzte Verarbeitungsschritt eine Kaltverformung mit einem Verformungsgrad von mindestens 10 %, vorzugsweise von mindestens 50 %_f sein. Ein Fertigglühen kann erforderlichenfalls 15 Minuten bis 24 Stunden bei Temperaturen von 150 bis 350⁰C zur Spannungs entlastung durchgeführt werden, um die Duktilität zu verbessern, ohne daß ein großer Verlust an mechanischer Festigkeit auftritt.

Das Beispiel erläutert die Erfindung.

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Beispiel

Zur Herstellung von Legierungen mit verschiedener Zusammensetzung wird geschmolzenes Kupfer unter Vakuum oder unter Argon als Schutzgas mit den betreffenden Zusätzen versetzt. Die Zusammensetzungen der erhaltenen Legierungen sind in den Tabellen II (Legierungen mit einem Phosphor-Fällungsmittel) und III (Legierungen mit zwei oder mehr Phosphor-Fällungsmitteln) zusammengefaßt.

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Tabelle II

Legie- Zugesetzte Legie- Lösungs- VergUtungs- Kaltverrung rungsbestandteile, glühen,* temperatur,* formungs-

Nr. Gew.-3*

grad vor der VergU- % IACS

tung, % Elektri- Zugspannung, Längensche Leit- die eine änderung fähigkeit, bleibende ο/ -τ,™+ Verformung

von 0,2 Si hervorruft, kg/cm²

eines 5,08 cm langen Teilberei- ches. %

62

65
60
80
69
69
60
76
76
58

0,1 OMg-0,06P	900
0,17Mg-0,12P	900
0,24Mg-0,2P	900
0,24Mg-0,2P	900
0,27Mg-0,2P	1000
0,27Mg-0,2P	1000
0,5Cr	900
0,5Cr	1000
0,5Cr	1000
0,15Zr	900

400 400 400 500 500 500 500 500 500 400

75

75

75

75

75

75

75

75 87
82
74
87
80
78
92
86
88
84

4710 5413 6186 4991 4359 5273 4499 5062 5135 5202

3 2

3 1

2 4 3 3 2

Sämtliche Legierungen werden, falls nicht anders angegeben, 2 Stunden lösungsgeglüht
und vergütet

IACS «= International Annealed Copper Standard

OO PO QO

	Lösungs-	Tabelle	900	400	III	Elektri	•	88	Zugspannung,	Längen	I	IVi
	Vergütungs-	900	500	Kaltver-	sche Leit fähigkeit.	86	die eine bleibende	änderung eines	Sf	I VJ 3
Legie- Zugesetzte Legie	rungsbestandteile, glühen,* temperaturf Gew.-* °c C	900	500	formungs- grad vor	der Vergü- % IACS^	83	Verformung	5,08 cm	I	O
rung Nr.		900	500		tung, *	87	von 0,2 *	langen		258
		900	500		86	hervorruft, ke/cra^	Teilberei ches. 96
		1000	500	75	65	4710	3
	0,04Mg-0,06P-0,24 Mm+	1000	400**	0	70	4851	3
61 .	Nr.61 + 0,5Cr	1000	400	75	70	5273	3
63	Nr.61 + 0,5Cr	1000	600	0	75	5343	2
63	Nr.62 + 0,5Cr	1000	400**	75	80	4921	3
64	Nr.62 + 0,5Cr	900	400	0	76	5273	r1
64	Nr.69 + 0,5Cr	900	500	75	89	5765	3
72	Nr.69 + 0,5Cr	900	400	75	78	6046	2
72	Nr.69 + 0,12Zr	900	500	0	82	4570	1 ^
73	Nr.69 + 0,12Zr	900	400	75	68	5273	2 X
73	Nr.69 + 0,12Zr	900	500	75	82	5765	3
73	Nr.80 + 0,1 Mm	900	400	75	- 68	4991	3
81	Nr.80 + 0,1 Mm	900	500	75	77	5976	3
81	Nr. 81 ■+ 0,5Cr	Sämtliche Legierungen werden, linrt ν*»τ*eiltet	75	, falls nicht anders angegeben, 2	5202	3
82	Nr.81 + 0,5Cr		75		6468	2
82	Nr.81 + 0,1Zr		75	5135	3
83	Nr.81 + 0,1Zr		75	5694	2
83	Nr. 81+0,5^+0,1Zr	75	5202	3
84	Nr.81+0,5Cr+0,1Zr			Stunden lösungsgeglüht
84
#

** Vergütungsdauer 24 Stunden + Mischmetall

IACS = International Annealed Copper Standard

* At.

Nach dem Vergießen werden die Legierungen 2 Stunden bei Temperaturen von 825 bis 950⁰C homogenisiert und dann bei Temperaturen von 825 bis 900⁰C warmgewalzt. Nach dem Warmwalzen folgt ein zweistündiges Lösungsglühen bei Temperaturen von 900 bis 1000⁰C. In den meisten Fällen v/erden die Legierungen anschließend mit einem Verformungsgrad von 75 % kaltverformt und hierauf 2 bis 24 Stunden bei Temperaturen von 400 bis 600⁰C einer Vergütungs behandlung unterzogen. Sämtliche Legierungen werden nach der Vergütungsbehandlung mit einem Verformungsgrad von 75 % kaltverformt und danach auf ihre Zugeigenschaften und auf ihre elektrische Leitfähigkeit untersucht. Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind in den Tabellen II und III aufgeführt.

In Tabelle II sind die Eigenschaften von Legierungen aufgeführt, die nur eine Fällung enthalten. Die Legierungen Nr. 62, 65, 80 und 69 enthalten die Verbindung Mg^2 und die Legierungen Nr. 60, 76 und 58 Fällungen von Chrom und Zirkonium mit Kupfer. Die in Tabelle II aufgeführten Legierungen dienen zum Vergleich mit den in Tabelle III aufgeführten Legierungen, die mehrere verschiedene Fällungen enthalten.

Die in Tabelle III aufgeführten Legierungen zeigen die Änderungen im Fällungsverhalten, die auftreten, wenn verschiedene Legierungszusätze, von denen jeder einzeln zur Bildung einer Fällung im Stande ist, zusammen verwendet werden. Beispielsweise ergibt der Zusatz von Chrom oder Zirkonium zu einer Legierung, in der bereits eine Fällung von Mg,?2 und CeP oder

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LaP entstehen kann, keine zusätzliche Fällung von Chrom oder der Kupfer-Zirkonium-Verbindung. Außerdem sollte auch die Entstehung von Chrom- oder Zirkoniumphosphiden erwartet werden. Wenn sowohl Chrom als auch Zirkonium zugesetzt werden, ist die Bildung zusätzlicher Phasen möglich. Die daraus resultierenden Eigenschaften der Legierungen sind infolgedessen nicht einfach auf eine überlagerung der einzelnen Vergütungserscheinungen zurückzuführen, da andere Umsetzungen in Betracht kommen, die in den binären Systemen nicht auftreten können. Die Legierungen Nr. 62, 65, 69 und 80, die nur Magnesium und Phosphor enthalten, besitzen eine gute Kombination von mechanischer Festigkeit und elektrischer Leitfähigkeit, sie sind jedoch schwierig herzustellen, da bereits eine geringe Abweichung von der genauen stöchiometrischen Zusammensetzung die elektrische Leitfähigkeit stark verschlechtert.

Viele der aufgeführten Legierungen zeigen eine günstige Kombination von mechanischer Festigkeit und elektrischer Leitfähigkeit. Beispielsweise besitzt die Legierung Nr. 82 eine elektrische Leitfähigkeit von 78 % und eine Streckspannung, die eine bleibende Verformung von 0,2% hervorruft, von 5976 kg/cm bei einer Wärmebehandlung und eine elektrische Leitfähigkeit von 82 % in Verbindung mit einer Streckspannung (0,2 % Verformung) von 5202 kg/cm bei einer anderen Wärmebehandlung. Die Legierungen Nr. 63 und Nr. 64, die den Legierungen Nr. 61 und Nr. 62 entsprechen und zusätzlich Chrom enthalten, besitzen sogar eine noch bessere Kombination von Eigenschaften. Ebenfalls günstige Eigenschaften besitzen die

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Legierungen Nr. 73 und 83, die Zirkonium, Magnesium und Phosphor und im Fall der Legierung Nr. 83 zusätzlich Mischmetall enthalten.

Ein wesentliches Element der Erfindung besteht darin, daß die Legierungen gleichzeitig eine Fällung von MgJP₂ und dazu noch mindestens eine andere Fällung enthalten. Spezielle Beispiele solcher Fällungen sind Verbindungen der im Mischmetall enthaltenen Metalle der Lanthanidengruppe und Phosphor, Chrom, Verbindungen von Kupfer und Zirkonium, Phosphide von Chrom und Zirkonium oder Mischphasen, die vorwiegend Chrom und Zirkonium enthalten.

Die erfindungsgemäßen Legierungen können einen verhältnismäßig breiten Zusammensetzungsbereich und infolgedessen unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, die sie für verschiedene Anwendungsgebiete geeignet machen. Sie können beispielsweise bei hohen Temperaturen geschweißt oder gelötet werden und eignen sich zur Verwendung in elektrischen Bauteilen, wie Steckdosen oder Verbindungsstücken.

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Claims (11)

Patentansprüche

1. Kupferlegierung, bestehend aus etwa 0,01 bis etwa 0,5 S^ mindestens eines Metalls der Lathanidengruppe, etwa 0,01 bis etwa 1,75 % Phosphor, etwa 0_roo7 bis etwa 3,3 % Magnesium, Rest Kupfer und üblichen Verunreinigungen.

2. Kupferlegierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt von etwa 0,01 bis etwa 5,0 % eines Fällungsmittelß für Phosphor.

3. Kupferlegierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Fällungsmittel für Phosphor, Chrom, Zirkonium, Titan, Vanadium, Niob, Eisen, Mangan, Kobalt oder deren Gemische enthält.

4. Kupferlegierung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,01 bis 0,65 # Chrom, 0,01 bis 0,15 ?» Zirkonium, 0,01 bis 4,7 % Titan, 0,01 bis 0,46 % Vanadium, 0,01 bis 1,5 % Niob, 0,01 bis 2,8 % Eisen, 0,01 bis 3,5 % Ko balt und/oder 0,01 bis 5,0 # Mangan enthält.

5. Kupferlegierung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Metall der Lanthanidengruppe Mischmetall enthält.

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6. Kupferlegierung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Metall der Lanthanidengruppe Cer enthält.

7- Kupferlegierung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie als weiteren Zusatz Aluminium, Bor, Blei, Selen, Tellur, Arsen, Antimon oder deren Gemische enthält.

8. Kupferlegierung nach Anspruch 1, bestehend aus etwa 0,012 bis etwa 0,5 % mindestens eines Metalls der Lanthanidengruppe, etwa- 0,011 bis 0,5 % Phosphor, 0,007 bis etwa 0,4 % Magnesium, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen.

9· Kupferlegierung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Gehalt an etwa 0,018 bis etwa 0,4 % mindestens eines Metalls der Lanthanidengruppe, etwa 0,017 bis etwa 0,4 % Phosphor und etwa 0,01 bis etwa 0,32 % Magnesium.

10. Verfahren zur Herstellung der Kupferlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupferlegierung mit einem Gehalt von 0,01 bis 0,5 % mindestens eines Metalls der Lanthanidengruppe, 0,01 bis 1,75 % Phosphor, 0,007 bis 3,3 % Magnesium bei Temperaturen oberhalb von 500⁰C warmverformt, hierauf bei Temperaturen von weniger als 200⁰C bei einem Verformungsgrad von mindestens 10 % kaltverformt und danach 15 Minuten bis 24 Stunden bei Temperaturen von 300 bis 60O⁰C vergütet wird.

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11. Verfahren zur Herstellung der Kupferlegierung nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupferlegierung
mit einem Gehalt von 0,01 bis 0,5 % mindestens eines Metalls der Lanthanidengruppe, 0,01 bis 1,75 % Phosphor, 0,007 bis
3,3 % Magnesium und zusätzlich etwa 0,01 bis etwa 5,0 %
eines Fällungsmittels für Phosphor bei Temperaturen oberhalb von 500⁰C warmverformt, hierauf bei Temperaturen von weniger als 200⁰C bei einem Verformungsgrad von mindestens 10 % kalt verformt und danach 15 Minuten bis 24 Stunden bei Temperaturen von 300 bis 60O⁰C vergütet wird.