DE3544632A1

DE3544632A1 - Legierung auf aluminiumbasis fuer die kopfwalze von videokassettenrekordern, verfahren zu ihrer herstellung sowie die daraus hergestellte kopfwalze

Info

Publication number: DE3544632A1
Application number: DE19853544632
Authority: DE
Inventors: Dong Hoon Ahn; Tae Seok Park
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1984-12-27
Filing date: 1985-12-17
Publication date: 1986-07-10
Also published as: DE3544632C2; GB2169000B; GB8530176D0; US4740250A; KR860005045A; KR890003346B1; GB2169000A

Description

Die Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierung für die Herstellung von Kopfwalzen von Videokassettenrekordern, sie betrifft insbesondere eine Legierung auf Aluminiumbasis, die Kupfer, Magnesium, Nickel, Silicium, Eisen und Titan + Bor enthält.

In der Anfangsstufe der Entwicklung der Videokassettenrekorder wurde mit Chrom plattiertes Kupfer, austenitischer rostfreier Stahl, mit Keramik beschichtetes oder mit Alumit behandeltes Gußaluminium als Material·für Kopfwalzen und/oder andere Teile der VCR, auf denen das Videoband läuft, verwendet.

Da jedoch festgestellt wurde, daß diese Materialien viele Nachteile in bezug auf ihre Eigenschaften, die Technologie ihrer Herstellung und ihre Herstellungskosten haben, werden sie heute nicht mehr verwendet und derzeit werden meist Aluminiumlegierungen eingesetzt.

Ein stabilisierter Bandlauf ist jedoch bei Verwendung einer konventionellen Aluminiumlegierung, die.für den Druckguß entwickelt worden "ist, kaum zu erwarten, weil die obengenannten Teile, die aus der Legierung hergestellt werden, viele Defekte auf ihren Oberflächen aufweisen als Folge von Lunkern, rauhen und voluminösen eutektischen Verbindüngen bzw. Gemischen und Präzipitaten (Ausscheidungen), die während des Gießens und während der Wärmebehandlung gebildet werden.

Um diese Probleme zu lösen, wurden zahlreiche Untersuchungen durchgeführt und es wurden verschiedene Aluminiumlegierungen, beispielsweise Al-Si- und Al-Cu-Legierungen, entwickelt.

Aluminiumlegierungen der Al-Si-Gruppe, die entwickelt wurden durch Zugabe von Legierungselementen, wie Cu und/oder Mg, werden in der Regel beim Gießen verwendet, einige von ihnen eignen sich aber auch zum Schmieden.

5 ·

Obgleich diese Legierungen in großem Umfange verwendet werden wegen ihrer ausgezeichneten Abriebsbeständigkeit und ihrer guten spanabhebenden Eigenschaften, ohne daß sich die mechanischen Eigenschaften ändern, weisen sie jedoch noch verschiedene Mängel auf, wie z.B. den, daß die Präzision ihres Oberflächenfinish unzureichend ist, weil die für die Oberflächenbehandlung verwendeten Werkzeuge hohe Abriebsverluste erleiden, wodurch' die Oberflächenglätte beeinträchtigt wird, und daß Magnetbänder durch superharte Siliciumteilchen verletzt werden können, die von den Legierungen abblättern.

Andererseits weisen auch Al-Cu-Aluminiumlegierungen, denen Mg und Ni zugesetzt worden sind und die bestimmt sind für die Verwendung beim Schmieden, mehrere Nachteile auf, wie z.B. eine geringe Abriebsbeständigkeit bei einer ungenügenden Härte, schlechtere spanabhebende Eigenschaften, weil sich die Oberflächenchips leicht einrollen, sowie eine höhere Rißbildungsrate beim Kaltschmieden, obgleich sie ^einen besser stabilisierten'-Laüf des Videobandes und eine bassere Haltbarkeit der Werkzeugmaschinen gewährleisten können.

Allgemein sollten Materialien für die Kopfwalze von VCR nicht-magnetisch sein, einen stabilen Lauf des Videobandes garantieren, ohne daß dieses beschädigt wird, und eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen auch bei einer Langzeitverwendung oder bei einer Änderung der Umgebung.

Um den obigen Bedingungen zu genügen, sind Materialien für die Kopfwalze von VCR erforderlich, welche die folgenden Eigenschaften haben:

1 1) eine geeignete Härte,

2) eine ausgezeichnete Abriebsbeständigkeit,

3) eine einheitliche innere Struktur,

4) einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten,

5 5) eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit, welche eine geeignete Oberflächenrauheit garantiert,

6) eine ausgezeichnete Kaltschmiedbarkeit oder Kaltgießbarkeit und

7) niedrige Herstellungskosten. 10

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Aluminiumlegierung für die Kopfwalze von VCR, insbesondere eine verbesserte Aluminium-Kupfer-Magnesium-Nickel-Silicium-Legierung zu schaffen. Ziel der Erfindung ist es ferner, eine Aluminiumlegierung mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, einer hohen Härte und einer feinen Dispersion der Präzipitate (Ausscheidungen) zu schaffen.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 dynamische Polarisationskurven der erfindungsgemäßen Legierung und von Vergleichslegierungen;

Fig. 2 die Abriebsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Legierung und einer Vergleichslegierung;

Fig. 3 ein Teststück zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Legierung und einer Vergleichslegierung;

Fig. 4 ein Teststück zur Bestimmung der Wärmeausdehnungseigenschaften einer erfindungsgemäßen Legierung und einer Vergleichslegierung;

Fig. 5 ein Teststück zur Bestimmung der Korrosionsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Legierung und einer Vergleichslegierung; und

Fig. 6 ein Teststück zur Bestimmung der Abriebsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Legierung und einer Vergleichslegierung.

Die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält

2,0 bis 4,7 % Cu, 0,7 bis 2,1 % Mg, 0,9 bis 2,7 % Ni,

0,3 bis 0,9 % Si, 15 0,1 bis 0,6 % Fe, 0,01 bis 0,04 % Ti + B und Rest Aluminium,

der gewünschtenfalls 0,1 bis 0,3 % Cr zugesetzt werden können, und
daß sie einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von weniger als 20,0 χ 10~ /⁰C, eine Härte nach der Wärmebehandlung (T-6) von mehr als 145 (Hv) und eine Verteilung der Präzipitate (Ausscheidungen) mit einer Größe von weniger als

7,5 μπι von mehr als 95 % aufweist.

Erfindungsgemäß wird ein industrieller Aluminiumblock mit einer Reinheit von 99,5 % verwendet und die Menge und der Grund der Zugabe jedes Elements sind wie folgt:

Cu: Dies ist das Hauptelement, das den Effekt der Wärmebehandlung kontrolliert (steuert) und die mechanische Festigkeit und die Schneideeigenschaften verbessert. Wenn dieses Element in einer Menge unter 2,0 % vorliegt, ist die Festigkeit nicht ausreichend, und wenn es in einer Menge über 4,7 % vorliegt, nimmt die Kaltschmiedbarkeit ab;

Mg: durch Erhöhung und Beschleunigung der Ausscheidungshärtung der Al-Cu-Legierung und durch die Ausscheidung in Form von Al₂CuM*? oder durch die Bildung einer Mg₂Si-Verbindung wird die Festigkeit der Legierung erhöht. Dadurch wird insbesondere die Streckgrenze bzw. -festigkeit verbessert und die Korrosionsbeständigkeit erhöht. Wenn dieses Element in einer Menge von weniger als 0,7 % vorliegt, ist dies nicht so wirksam, und wenn es in einer Menge von mehr als 2,1 % vorliegt, wird die Be- bzw. Verarbeitbarkeit schlechter;

Ni: durch Bildung einer intermetallischen Verbindung zusammen mit Al oder Fe erhöht dieses Element die mechanische Festigkeit und verbessert die Abriebsbeständigkeit. Wenn es in einer Menge von weniger als 0,9 % vorliegt, ist der Effekt nicht ausreichend und wenn es in einer Menge von mehr als 2,7 % vorliegt, erhält man eine rauhe und voluminöse intermetallische Verbindung, so daß beim Kaltschmieden Risse entstehen können und die Be- bzw. Verarbeitbarke it schlechter wird;

Si: durch die Ausscheidung in Form einer Verbindung zusammen mit Mg führt dieses Element zu einer Verbesserung der Festigkeit der Legierung, der Abrieb sbe ständigkeit und der Gießbarkeit. Wenn sein Gehalt weniger als 0,3 % beträgt, ist der Effekt nicht ausreichend, und wenn er mehr als 0,9 % beträgt, werden die Korrosionsbeständigkeit und

30 Abriebsbeständigkeit dadurch beeinflußt;

Fe: durch Bildung einer Verbindung zusammen mit Al und Ni erhöht dieses Element die Abriebsbeständigkeit. Wenn sein Gehalt weniger als 0,1 % beträgt, ist der Effekt nicht ausreichend, und wenn er mehr als 0,6 % beträgt, nimmt die Korrosionsbeständigkeit ab;

Ti+B: diese beiden Elemente verhindern die Bildung von Rissen beim Gießen und sie sind wirksam in bezug auf eine Struktur-Mikronisierung. Wenn ihr Gehalt weniger als 0,01 % beträgt, ist der Effekt nicht ausreichend, und wenn er mehr als 0,04 % beträgt, besteht die Gefahr, daß der Schmelzpunkt ansteigt;

Cr: durch Unterdrückung der Ausscheidung an den Korngrenzen bei der Alterungswärmebehandlung und durch Förderung der feinen Dispersion der Ausscheidungen innerhalb der Matrix verbessert dieses Element die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeitder Legierung. Sein Gehalt liegt zweckmäßig innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 0,3 %. Seine Zugabe sollte positiv verhindert werden ebenso wie Mn und Zn, wenn es nicht absichtlich zugegeben wird.

Das Verfahren zur Herstellung der Legierung gemäß der vorliegenden Erfindung kann allgemein in eine Schmelz-, Extrudier-, Glüh-, Kaltschmiede- und T6-Wärmebehandlung eingeteilt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine T6-Wärmebehandlung nach dem Kaltschmieden durchgeführt. Das heißt mit anderen Worten, das durch Kaltschmieden hergestellte Produkt wird einer Lösungswärmebehahdlung unterworfen, indem man es bis auf die geeignete Temperatur erhitzt, um die innere und äußere Struktur einheitlich zu machen. Dann wird es in Wasser auf Raumtemperatur abgeschreckt und einer Alterungswärmebehandlung unterworfen, indem man es erneut bis zur Alterungstemperatur während der erforderlichen Zeitspanne erhitzt.

Bei der Lösungswärmebehandlung muß die Behandlungstemperatur genau eingehalten werden. Da der Temperaturbereich, innerhalb dessen die Lösungswärmebehandlung möglich ist,

sehr eng ist und die Änderung des Phasendiagramms entsprechend der Zugabe von Spurenelementen berücksichtigt werden muß, ist eine strenge Temperaturkontrolle erforderlich.

Wenn das Produkt bei der Lösungswärmebehandlung auf eine übermäßig hohe oder niedrige Temperatur erwärmt würde, würde eine unzureichende Lösungswärmebehandlung in großem Ausmaß einen schlechten Einfluß auf die Effekte der nach- IQ folgenden Abschreckung und Alterungswärmebehandlung oder den Bearbeitungsprozeß ausüben.

Wenn das Pj?odukt in Wasser auf Raumtemperatur abgeschreckt wird, können die unterschiedlichen Abkühlungsgeschwindigkeiten an der Oberfläche und im Innern des Produkts als Folge des Temperaturgradienten Torsionsspannungen oder Eigen spannungen in dem Material hervorrufen, die zu Warmverformungen führen können.

Obgleich das Produkt in Wasser von 70 bis 100⁰C abgeschreckt werden kann, um die obengenannten Probleme zu lösen, bringt dieses Verfahren eine konzentrierte Ausscheidung an den Korngrenzen im Verlaufe der nachfolgenden Alterungswärmebehandlung mit sich und beeinflußt die Korrosionsbeständigkeit des Produkts. In diesem Falle kann die Zugabe einer sehr geringen Menge Chrom die Bildung einer feinen Dispersion der Ausscheidungen fördern.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer bevorzugten OQ Ausführungsform näher beschrieben.

Je feiner die Ausscheidungen werden und je enger die Zwischenräume zwischen den Ausscheidungen werden, um so besser werden die mechanischen Eigenschaften.

Die chemische Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Legierung ist in der nachstehenden Tabelle I angegeben.

Tabelle I

Chemische Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Legierung

(Gew.-%)

Cu	Mg	Ni	Si	Fe	Ti+B	Restriktive Elemente	Zn	Cr*	Al
2.0 bis 4.7	0.7 bis 2.1	0.9 bis 2.7	0.3 bis 0.9	0.1 bis 0.6	0.01 bis 0.04	Mn	0.2 Max	0.1 Max	Rest
0.1 Max

(* kann erforderlichenfalls in einer Menge bis zu 0,3 % zugegeben werden)

In der folgenden Tabelle II sind die chemischen Elemente der erfindungsgemäßen Legierung zusammen mit denjenigen der Vergleichslegierungen aufgezählt.

Tabelle II Vergleich der chemischen Elemente

^^\E lernen t legierung ^*\^	Cu	Mg	Ni	Si	Fe	Ti	Mn	Zn	Cr	Al
jrfindungsgemäße Legierung	4.28	1.45	1.94	0.44	0.22	0.021	0.025	0.06	0.003	Rest
fergleichslegie- rung 1	3.64	1.39'	1.80	0.13	0.17	0.02	0.04	0.18	0.02	Rest
/ergleichslegie- rung 2	1.79	0.89	0.01	7.55	0.07	0.01	0.52	0.02	0.09	Rest
fergle ichslegie- rung 3	3.84	1.61	2.14	0.26	0.08	0.01	0.02	0.02	0.09	Rest

CD CO K)

In der folgenden Tabelle III ist das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Legierung dargestellt.

Tabelle III

■Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Legierung

Stufe Nr.	Art des Prozesses	Zweck und Bedingungen
1.	Auflösung der Basis legierung	Herstellung von Basisle gierungen, wie Al-Si, Al-Ni, Al-Cu
. 2'. ·	Vergießen der ■Basis legierung	800 bis 85O⁰C
3.	Einführen in einen Rever- berier-Ofen	ausreichende Entfernung von Feuchtigkeit aus dem Material vor dem Einfüh ren in den Ofen
4.	Schmelzen	750⁰C
5.	Halten in dem Halteofen	Überführung unter Verwen dung einer Gießrinne
6.	primäre Entgasung	es wird eine Entgasungs vorrichtung verwendet
7.	primäre Entschlackung	es wird ein Coveral ver wendet
8.	Elementeinführung	Zugabe von Elementen, wie Fe, Mg und Ti+B zu der ge schmolzenen Basislegierung
9.	sekundäre Entgasung	es wird eine Entgasungs vorrichtung verwendet
10.	sekundäre Entschlackung	es- wird ein Coveral ver wendet
11.	Vergießen	73O⁰C, 100 mm/min, es wird ein Filter verwendet
12.	Knüppel-Schneiden	Zuschneiden auf eine Größe von 17,8 cmx61cm(7inchx24 inch)

. -14-

Γ	13.	Homogenisieren	20-stündiges Halten bei 507⁰C, Herunterkühlen in dem Ofen auf 400⁰C
5	14.	Vorerwärmen des Knüppels	370⁰C
	15.	Extrudieren	350⁰C, 1 M/min, 062,5 mm
	16.	Recken	1 - 1,5 %
10	17.	Schneiden	2,5 m
15	18.	Glühen	2,5-stündiges Halten bei 413°C .Herunterkühlen in dem Ofen auf .26'0⁰C
	19.	Schneiden	Für die Verwendung beim Kaltschmieden
20	20.	Vorbehandlung	Behandlung mit einem Schmier mittel
	21.	Kaltschmieden	Knochenpresse, 50-110 kg/mm²
25	22.	Wärmebehandlung	T6-Wärmebehandlung
30	23.	Lösungswärmebehandlung	505 - 510⁰C, 1- 2 h
Abschrecken	in Wasser auf Raumtemperatur
Alterungswärmebehandlung	165-175°C, 8-1Oh
mechanische Bearbeitung	Bearbeitung, so daß die Rau heit der Oberfläche im Kon takt mit dem Band 0,3 S beträgt

Die Eigenschaften einer Legierung gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung werden nachstehend mit üblicherweise verwendeten Vergleichslegierungen verglichen,

Die nachstehende Tabelle IV zählt die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Legierung und der Vergleichslegierungen nach einer T6-Wärmebehandlung auf.

Die nachstehende Tabelle V zählt die mechanischen Eigenschäften der obengenannten Legierungen im nicht-wärmebehandelten To-Zustand auf, der die Kaltschmiedbarkeit bestimmt.

Die nachstehende Tabelle VI zeigt einen Vergleich der Wärmeausdehnungskoeffizienten, aus dem die Zuverlässigkeit ermittelt werden kann.

Die nachstehende Tabelle VII zeigt einen Vergleich der Korrosionseigenschaften.

20

Die nachstehende Tabelle VIII zeigt die Dispersion der Ausscheidungen .

Die nachstehende Tabelle IX zeigt die Mengen der dispergierten mikroskopischen Ausscheidungen mit einer Teilchengröße von weniger als 7,5 μπι.

35

Tabelle IV

Vergleich der mechanischen Eigenschaften der Legierungen

^~\^^ Eigenschaft Legierung ^v.	Zugfestigkeit (kg/mm^z)	O. 2%-Streck grenze (k.g/tnm⁷ )	Dehnung (%)	Härte (%)
erfindungsgemäße Legierung	43⁸	36³	10⁸	145
Vergleichslegierung 1	44⁴	33⁸	6²	143
Vergleichslegierung 2	38³	26⁷	14³	131
Vergle ichslegierung 3	42	32	14	139

Tabelle V

Vergleich der mechanischen Eigenschaften im nicht-wärmebehandelten Zustand (To)

Eigenschaft

erfindungsgemäße Legierung

Vergleichslegierung • 2 · . ·

Vergleichslegierund

Zugfestigkei (kg/mm¹)

17

18

20

0.2% -streck-!

grenze , (kg/mm") Dehnung

20¹

18

20

Kaltschmiedbarkeit

sehr gut

aut

normal

Tabelle VI

Vergleich der Wärmeausdehnungskoeffizienten

Legierung

erfindungsgemäßjs Legierung Vergleichslegierung 1

Vergleichslegierung 2

Wärmeausdehnungskoeffizient
( X 10-⁶/°C )

20.0.

22.0 23.5

Tabelle VII Vergleich der Korrosionseigenschaften

^^"*\^ dynamisches Potential Legierung "^^^	Eintauchen	Korrosion	Lochfraß
erfindungsgeitäße Legierung	-185 bis -195	-135	. -120
Vergleichslegie rung 1	-200 bis -210	-135	-110
Vergleichslegie rung 2	-130 bis -170	-90	—

Tabelle VIII - Vergleich der Ausscheidungen

SPL	Flächen anteil	*) 0	1.5	3.0	Verteilung	6.0	7.5	der Ttellchengrößen	10.5	12.0	13.5	15.0	16.5	18.0	19.5	21.0	22.5	24.0	25.5	27.0	28.5	30.0	31.5	33.(
erflndung gemäße Legierung	(X)	1.5	3.0	4.5	4.5	7.5	9.0	9.0	12.0	13.5	15.0	16.5	18.0	19.5	21.0	22.5	24.0	25.5	27.0	28.5	30.0	31.5	33.0	34.5
Vergleich legierung 1 .		-.2.4	32.1	1.7	6.0	3.1	1.8	10.5	0.4	0.3	0.15	0.1
Vergleich: leqierung 2	9.480	30.3	24.3	15.8	6.1	5.6	3.9	0.95	2.1	1.3	1.1	0.8	0.6	0.4	0.3	0.2	0.3
Vergleich: legierung 3	9.310	Ώ..2	26.2	15.8	9.4	5.7	3.6	2.6	1.5	1.1	0.6	0.5	0.3	0.2	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
**)ver- gleichsle-' gierung 4	17.799	Ί8.4	31.1	9.4	9.1	2.1	1.4	2.5	0.6	0.4	0.3	0.2	0.2	0.1	0.1	0.1	0.1
8.922	32.3	38.2	15.(	4.2	3.3	1.6	1.0	0.5	0.3		•
10.975			6.9	0.8

*) Einheit: \im **>A1-Si-Legierung mit 10 % Si und 2 % Cu

.-20-

Tabelle IX

354A632

Verteilung der mikroskopischen Ausscheidungen mit einer Größe von weniger als 7,5 \xm

Legierung	τ
erfindungsgem. Legierung	95.4
Vergleichslegierung 1	85.4
Vergleichslegierung 2	89.0
Vergleichslegierung 3	95.2
Vergleichslegierung 4	96.5

Aus den vorstehenden Angaben ist zu ersehen, daß die erfindungsgemäße Legierung allen geforderten Eigenschaften für VCR-Kopfwalzen genügen kann.

Wie in der Tabelle IV angegeben, sind die mechanischen Eigenschaften ausgezeichnet und insbesondere kann ein Härtewert von über Hv 150 erzielt werden, jedoch kann ein vernünftiger Härtewert aufrechterhalten werden durch Änderung der Wärmebehandlungsbedingüngen unter Berücksichtigung der mechanischen Be- bzw. Verarbeitbarkeit.

Wenn Chrom in einer Menge bis zu 0,3 % zugegeben wird, werden die Ausscheidungen innerhalb der Matrix fein dispergiert, ohne daß irgendeine beträchtliche Änderung der mechanischen Eigenschaften auftritt.

Im Vergleich zu anderen konventionellen Legierungen wird nachgewiesen, daß die Legierung gemäß der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine ausgezeichnete Kaltschmiedbarkeit aufweist, die aus

einer niedrigen Zugfestigkeit und einer hohen Dehnung im To-Zustand resultiert.

Bei der praktischen KaltSchmiedearbeit tritt, wie sich gezeigt hat, keine Rißbildung auf. Wie aus der Tabelle VI zu ersehen, beträgt der durchschnittliche Wärmeausdehnungskoeffizient der erfindungsgemäßen Legierung 20,0 χ 10 /⁰C, der niedriger ist als diejenigen der Vergleichslegierungen, und deshalb weist die erfindungsgemäße Legierung eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit gegen Temperatüränderungen auf.

Bezüglich der Korrosionseigenschaften der Legierung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in der Tabelle VII -· · angegeben sind, ist das Korrosionspotential geringer als dasjenige der Vergleichslegierung 2, wenn sie jedoch in eine stark korrosive Umgebung gebracht wird wie die Vergleichslegierung 1_fentsteht sofort auf der Oberfläche der Legierung ein sehr dünner und dichter Film im passiven Zustand und hält sie stabil (vgl. Fig. 1) .

20 .

Bezüglich der Abriebsbeständigkeitseigenschaften ist sie nahezu gleich denjenigen der Vergleichslegierung 1, wie die Fig. 2 zeigt.

Die mechanische Be- bzw. Verarbeitbarkeit ist, wie sich gezeigt hat, ausgezeichnet, weil die meisten von der Legierung abgeschnittenen Abfälle leicht entfernt werden, ohne aufgewalzt zu werden, und es ist möglich, die Oberflächenrauheit auf weniger als 0,3 S zu bringen.

Die folgende Tabelle X zeigt das Ergebnis der gemeinsamen Untersuchung verschiedener Eigenschaften der Legierung gemäß der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

: t22-Tabelle X

Ergebnis der gemeinsamen Untersuchung der Eigenschaften der erfindungsgemäßen Legierung

genschait

mechanische Eigenschaf ti in

KaIt-

schmiedjbarkeit

Wärmeausdehnung

Korrosion

Ausschei-Bearbei
dung barkeit

•t-Abr

iebsbestän- digkeit

ausgezeichnet

normal

schlecht

Unter den verschiedenen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Legierung sind die mechanischen Eigenschaften, die Kaltschmiedbarkeit, die Wärmeausdehnungseigenschafteri, die Ausscheidungseigenschaften und die mechanische Be- bzw. Verarbeitbarkeit ausgezeichnet und die Korrosionseigenschaften und die Abriebsbeständigkeit sind normal.

Zusammenfassend ist die erfindungsgemäße Aluminiumlegierung den konventionellen Vergleichslegxerungen in vielen Aspekten überlegen.

Die zur Bestimmung der Eigenschaften der erfindungsgemäßen Legierung und der Vergleichslegxerungen angewen-

deten Methoden werden nachstehend näher beschrieben.

1) Mechanische Eigenschaften

Die Zugfestigkeit, die Streckgrenze und die Dehnung wurden unter Verwendung von UTM gemessen. Die Spezifikation des verwendeten Teststückes ist in der Fig. 3 angegeben.

1 2) Wärmeausdehnung

Zur Messung der Wärmeausdehnungseigenschaften wurde ein thermisches Dilatometer (ULVAC-DL 1500) verwendet. Die Fig. 4 zeigt das bei dieser Messung verwendete Teststück.

3) Korrosionseigenschaften

Zum Vergleich der Korrosionseigenschaften wurde die dynamische Potentialmethode angewendet unter Verwendung einer dynamischen Potentialtestvorrichtung von P.A.R. Co. Die Fig. 5 zeigt das in diesem Test verwendete Teststück.

4) Aus sehe idungse igenschaften

Es wurde ein Bildanalysator (LUZEX 600) verwendet.

15 5) Abriebsbeständigkeit

Zur Messung der Abriebsbeständigkeit wurde der Gewichtsverlust in Abhängigkeit von dem festgestellten Abriebsabstand gemessen (die Zuverlässigkeit der Skala betrug 10 g). Als Meßinstrument wurde das Modell EFM-III-E' der Firma Toyo BALDWIN verwendet. Die Spezifikation des Teststückes ist in der Fig. 6 angegeben.

Claims

Patentansprüche

1. Legierung auf Aluminiumbasis, dadurch gekennzeichnet , daß sie enthält: 10 2,0 bis 4,7 Gew.-% Cu, 0,7 bis 2,1 Gew.-% Mg, 0,9 bis 2,7 Gew.-% Ni, • 0,3 bis .0,9 Gew.-% Si, . 0,1 bis 0/6 Gew.-% Fe,

15 0,01 bis 0,04 Gew.-% Ti und/oder B und als Rest Al, und

daß sie aufweist einen Wärmeausdehnungskoeffizienten

-6

20

von weniger als 20,0 χ 10 /⁰C, eine Härte nach der Wärmebehandlung von mehr als 145 (Hv) und eine Einheitlichkeit der Dispersion der Präzipitate mit einer Größe von weniger als 7,5 um von mehr als 95 %.

2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 0,3 Gew.-% Cr enthält.

POSTSCHECK MÜNCHEN (BLZ 700100 80) KONTO 2276 82 - 8O§

3. Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält

4,28 Gew.-% Cu, 1,45 Gew.-% Mg, 1,94 Gew.-% Ni, 0,44
Gew.-% Si, 0,22 Gew.-% Fe, 0,021 Gew.-% Ti, 0,025 Gew.-%

5 Mn, 0,06 Gew.-% Zn und 0,003 Gew.-% Cr.

4. Verfahren zur Herstellung, der Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es
die folgenden Stufen umfaßt:

Herstellung einer Legierung aus den genannten Komponenten,

Extrudieren der Legierung, Glühen- des Extfudats, Kaltschmieden des geglühten Extrudats und

15 anschließende Durchführung einer Wärmebehandlung.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung hergestellt wird, indem man zuerst eine Basislegierung mindestens aus den Al-, Si-, Ni- und Cu-Komponenten herstellt, anschließend die Basislegierung aufschmilzt und die anderen Komponenten zugibt und die
resultierende Lösung zu einem Knüppel vergießt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt das Vorerwärmen des Knüppels und die anschließende Durchführung einer Extrusion mit demselben.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt das Recken und Schneiden des extrudierten

30 Knüppels.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung umfaßt die T6-Wärmebehandlung.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch

gekennzeichnet, daß das Kaltschmieden so durchgeführt wird,

-3-. ■<■' 35U632

daß ein Drehelement für die Aufnahme eines Magnetaufzeichnungsbandes im Kontakt damit erhalten wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt die mechanische Bearbeitung einer Oberfläche des Elements für die Aufnahme des Bandes, so daß eine Oberflächenrauheit vpn 0,3 S oder weniger, erzielt wird.

11. Kopfwalze für einen Videokassettenrekorder, dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus einer Legierung nach einem der Ansprüche. 1 bis 3.'

12. Kopfwalze für einen Videokassettenrekorder, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach einem Verfahren nach einem

der Ansprüche 4 bis 10 hergestellt worden ist.

13. Kopfwalze für einen Videokassettenrekorder, dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus einer Legierung auf Aluminiumbasis, die 2,0 bis 4,7 Gew.-% Cu, 0,7 bis 12,1 Gew.-% Mg, 0,9 bis 2,7 Gew.-% Ni, 0,3 bis 0,9 Gew.-% Si, 0,1 bis 0,6 Gew.-% Fe, 0,01 bis 0,04 Gew.-% Ti und/oder B und als Rest Al enthält.

14. Legierung, dadurch gekennzeichnet,· daß'sie nach einem Verfahren hergestellt ist, wie es in der Tabelle III der Beschreibung dargestellt ist.