DE3135847C2 - Vorlegierung zur Herstellung feinkörniger Zinnlegierungen - Google Patents

Abstract

Zum Zwecke der Kornfeinung von Zinnlegierungen sind diese mit einer Zink, Aluminium und Magnesium enthaltenden Zinnlegierung geimpft, so daß die geimpfte Zinnlegierung 0,0045 bis 0,45 Gew.-% Zink, 0,0005 bis 0,05 Gew.-% Aluminium und 0,0001 bis 0,01 Gew.-% Magnesium enthält.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorlegierung zur Herstellung feinkörniger kupferhaltige- Zinnlegierungen mit 0,0045 bis 0,45 Zink, 0.0005 bis 0.05% Aluminium und 0,0001 bis 0,01% Magnesium sowie ein Verfahren zur Herstellung der feinkörnigen Zinnlegierungen.

Zinnlegierungen dienen zur Herstellung von Zinngeräten durch Gießen oder Verformen und sind beispielsweise zum Teil in DIN 1 780 und der DE-OS 27 13 196 beschrieben. Zu den entscheidenden Forderungen von Seiten der Verarbeite-g der Zinnlegierungen für die Herstellung von Zinngeräten durch Gießen zählen ein gutes Formfüllungs-, Fließ- und ein gutes Nachspeisungsverhalten, eine Reduzierung der Mikrolunkerbildung sowie glatte und porenfreie Oberflächen der gegossenen Zinngeräte. Für die Herstellung von gedrücktem oder tiefgezogenem Zinngerät sind eine gute Verformbarkeit als Folge hoher Bruchdehnung bei ausreichender Festigkeit, ein hohes GrenzziehverhäVtnis, eine geringe Zipfligkeit und eine fehlerfreie Oberfläche der erzeugten Formteile von Bedeutung. Besonder; störende Oberflächen fehler sind Tiefziehparabeln in Form von Materialtrennungen und Mikrorisse in Fließ- und Drückrichtung. Das mehr oder weniger starke Auftreten einer oder mehrerer Fehler dieser Art kann einerseits aus der Vorgabe nicht optimaler Gieß-, Walz- oder Weiterverarbeitungsbedingungen hergeleitet werden, ist andererseits latent durch die Legierungszusammensetzung bedingt. So kann es je nach Vorgabe der Gießbedingungen und der Legierungszusammensetzung zu starken Seigerungen der intermetallischen CuftSni-Phase kommen, die sich in langen Nadeln und Rhomben ausscheidet. Diese gegenüber dem aus dem zinnreichen Mischkristall bestehenden Grundgefüge härtere Phase kann zu starken Unterschieden in den Verformungswiderständen im Gefüge führen und das gleichmäßige Fließen des Werkstoffs beim Drücken und Tiefziehen stören. Ziehparabeln sind die Folge, insbesondere dann, wenn diese Phase an diskreten Stellen im Gefüge gehäuft in Form von großen Nadeln und Rhomben auftritt.

Ausgehend von dieser Erkenntnis liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei kupferha'tigen Zinnlegierungen eine Feinung der Cu_nSn-,-Phase und bei Kupfer-, blei- und antimonhaltigen Zinnlegierungen eine Kornfeinung durch Zugabe einer Vorleg^:erung zu erzielen, ohne dabei die guten mechanisch-technologischen Eigenschaften der Zinnlegierungen zu beeinträchtigen.

Gelöst ist diese Aufgabe durch eine Zinnvorlegierung bestehend aus 6 bis 12Gew.-% Zink. 0.1 bis 1 Gew.-% Aluminium, 0.08 bis 0,8 Gew.-% Magnesium. Rest Zinn.

Eine vorzugsweise Zusammensetzung der Zinnvorlegierung besteht aus 9,25 Gew.-% Zink, 0,05 Gew.-% Aluminium, 0,25 Gew.-% Magnesium, Rest Zinn.

Das Verfahren zur Herstellung der feinkörnigen kupferhaltigen Zinnlegierungen wird in der Weise durchgeführt, daß die Zinnvorlegierung in die zu verarbeitende Zinnlegierungsschmelze bei einer Temperatur von 300 bis 400° C in einer Menge von 0,1 bis 1% bezogen, auf das Gewicht der Zinnlegierungsschmelze, zugegeben wird.

Die Zinnvorlegierung kann, wie allgemein üblich, während des Füllf")s der Gießform tn die Zinnlegierungsschmelze eingeschossen, eingerührt oder in einer kleinen Schmelzmenge der Zinnlegierung aufgelöst und dann der Zinnlegierungsschmelze zugesetzt werden.

Durch den Zusj.z der Zinnvorlegierung zu kupferhaltigen Zinnlegierungen wird eine Kornfeinung dergestalt erreicht, daß die OvSnj-Phase feindispers in Richtung globulitischer Erstarrung verteilt ist und daß bei Kupfer-, blei- und antimonhaltigen Zinnlegierungen ebenfalls eine Kornfeinung erreicht wird. Dadurch ergibt sich eine Verbesserung des Guß- und Erstarrungsverhaltens bezüglich verbesserter Nachspeisung, Reduzierung von Mikrolunkerbiidung und Innenporosität sowie glatterer Oberfläche der gegossenen Teile.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind anhand der in den Zeichnungen wiedergegebenen metallographischen Gefügeaufnahmen beispielhaft dargestellt und nachfolgend näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine metallographische Gefügeaufnahme einer Zinngußlegierung mit 3.02 Gew.-% Antimon, 2.80 Gew.-% Kupfer und 0.043 Gew.-% Blei, wobei die helle Phase die Cu„Sn,- Phase darstellt.

In F i g. 2 ist eine metallische Gefügeaufnahme der bei Fig. I genannten Zinngußlegierung wiedergegeben, der jedoch eine Zinnvorlegierung mit 8,47 Gew.-% Zink. 0.47 Gew.-% Aluminium und 0.19 Gew.-% Magnesium zugegeben worden ist, so daß sich in der Zinngußlegierung ein Zinkgehalt von 0.0360 Gew.-%. ein Aluminiumgehalt von 0.0010 Gew.-% und ein Magnesiumgehalt von 0,00065 Gew.-% eingestellt hat. Eine vergleichende Gegenüberstellung der beiden metallographischen Gefügeaufnahmen zeigt, daß durch die Zugabe der Zinnvorlegierurig zu einer herkömmlichen Zinngußiegierung die Cu<,Sn,-Phase feindispers verteilt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorlegierung zur Herstellung feinkörniger kupferhaltiger Zinnlegierungen mit 0,0045 bis 0,45% Zink, 0.0005 bis 0,05% Aluminium und 0,0001 bis 0,01% Magnesium, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 6 bis 12% Zink, 0.1 bis 1,0% Aluminium, 0,08 bis 0,8% Magnesium, und Zinn als Rest besteht.

2. Vorlegierung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 9.25% Zink. 0.5% Aluminium. 0,25% Magnesium und Zinn als Rest besteht.

3. Verfahren zur Herstellung feinkörniger kupferhaltiger Zinnlegierungen unter Verwendung der Vorlegierung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese in einer Menge von 0,1 bis 1% bezogen auf das Gewicht der Zinnlegierungsschmelze dieser bei einer Temperatur von 300 bis 400° C zugesetzt wird.