DE3617685C2

DE3617685C2 -

Info

Publication number: DE3617685C2
Application number: DE19863617685
Authority: DE
Inventors: Gernot Dr. 6456 Langenselbold De Hausch; Edgar 6451 Grosskrotzenburg De Richter; Georg 8756 Kahl De Reuter
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1986-05-26
Filing date: 1986-05-26
Publication date: 1989-12-07
Also published as: DE3617685A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer aushärtbaren Eisen-Nickel-Legierung als Werkstoff zur Herstellung von Brillengestellen und Brillenteilen.

Brillengestelle und Brillenteile werden vielfach aus Metallen bzw. Metallegierungen gefertigt. Hierzu werden von der Brillenindustrie vornehmlich nichtaushärtbare Kupferlegierungen, wie z. B. Zinnbronze und Neusilber, aushärtbare Kupferlegierungen, wie z. B. Legierungen auf Kupfer-Nickel-Mangan-Basis (DE-PS 33 09 365) und Kupfer-Nickel-Zinn-Legierungen (CA-PS 10 83 020) verwendet. Weiterhin kommen eine Reihe nichtaushärtbarer Nickellegierungen zur Anwendung, die sich zwar durch eine gute Bearbeitbarkeit auszeichnen, aber in der Regel eine hohe Korrosionsanfälligkeit besitzen, so daß die aus diesen Werkstoffen gefertigten Brillenteile galvanisch mit Überzügen aus Edelmetallen versehen werden müssen. Im Gebrauch unterliegen diese Teile jedoch vielfach einem abrasiven Verschleiß, so daß schon nach relativ kurzer Zeit das Grundmaterial korrodieren kann.

Aus der DE-PS 30 45 334 sind Nickel-Chrom-Legierungen mit einem Chromanteil von 10 bis 15% bekannt, denen zur Verbesserung der spanabhebenden Bearbeitbarkeit 0,3 bis etwa 10% Silber zulegiert wird. Die Herstellung und die Verarbeitung dieser Legierungen bedarf jedoch besonderer Sorgfalt. Nickel-Chrom-Legierungen sind zwar grundsätzlich korrosionsbeständig; sie haben jedoch den Nachteil, daß bei einer Verformung eine starke Kaltverfestigung eintritt. Ferner weisen diese Legierungen einen hohen Elastizitätsmodul auf, der zu einem für Brillenanwendungen ungünstigem Rückfederungsverhalten führt.

Weiterhin sind aus der DE-PS 33 40 054 korrosionsbeständige Nickel-Kupfer-Zink-Legierungen als Werkstoff für Brillengestelle bekannt. Diese bekannten Legierungen enthalten Chrom jedoch nur in sehr geringen Mengen, so daß deren Korrosionsbeständigkeit den gestiegenen Anforderungen nicht immer genügt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, leichtbearbeitbare Legierungen für die Herstellung von Brillengestellen und Brillenteilen zur Verfügung zu stellen, die eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit und gute mechanische Eigenschaften aufweisen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in der Verwendung einer aushärtbaren Eisen-Nickel-Legierung aus 10 bis 42 Gew.-% Nickel, 6 bis 15 Gew.-% Chrom, bis zu 45 Gew.% Kobalt, 0 bis 4 Gew.% Kupfer, 0 bis 1 Gew.% Beryllium, 0 bis 4 Gew.% Molybdän, Rest Eisen, einschließlich bis zu 2 Gew.% Desoxidations- und Verarbeitungszusätze, wobei der Gesamtgehalt von Nickel und Kobalt 60 Gew.% nicht übersteigt, als Werkstoff zur Herstellung von Brillengestellen und Brillenteilen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Zusammensetzung der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung aus 20 bis 40 Gew.% Nickel, 8 bis 13 Gew.% Chrom, 0,3 bis 0,6 Gew.% Beryllium, Rest Eisen, einschließlich bis zu 2 Gew.% Desoxidations- und Verarbeitungszusätze besteht, wobei noch bis zu 3 Gew.% Kupfer und zur Erniedrigung des Elastizitätsmoduls bis zu 25 Gew.% Kobalt zugesetzt werden können.

Eine weitere Verbesserung insbesondere der Aushärtbarkeit der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierung ergibt sich, wenn dem Ausgangswerkstoff zusätzlich oder als Ersatz für den Berylliumanteil bis zu 3 Gew.% mindestens eines Elements aus der Gruppe Aluminium, Titan, Vanadium, Zirkonium und Niob zugesetzt wird. Vorzugsweise kann der Molybdängehalt ganz oder teilweise durch Wolfram ersetzt sein. Weiterhin ist es besonders günstig, den Chromgehalt der Legierungen auf <13 Gew.% zu begrenzen und Kobalt hinzuzufügen. Diese Legierungen sind dann ferromagnetisch und fallen in den Bereich der Invaranomalie, wodurch sie einen besonders niedrigen Elastizitätsmodul aufweisen. Im Gegensatz zu den bisher verwendeten Werkstoffen für die Herstellung von Brillenteilen weisen die erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen eine äußerst niedrige Kaltverfestigung auf und sind bei relativ niedrigen Temperaturen aushärtbar. Insbesondere die Forderung nach einer niedrigen Aushärtungstemperatur, d. h. einer Temperatur unterhalb etwa 600°C, kann hierbei beispielsweise durch einen kleinen Berylliumzusatz erreicht werden.

Anhand einer Figur und einigen Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden noch näher erläutert:

Die Figur zeigt dabei den Verlauf des Elastizitätsmoduls für eine Reihe erfindungsgemäß zu verwendender Legierungen.

In den Tabellen 1 und 2 sind die Zusammensetzungen von 7 Legierungen gemäß der Erfindung und von einigen bekannten Legierungen (8 bis 12) zusammengestellt.

In der Tabelle 3 sind zum Vergleich die Eigenschaften der in der Tabelle 2 aufgeführten handelsüblichen Brillenwerkstoffe den Eigenschaften der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen 1 bis 7 gegenübergestellt.

Die Vickershärte wurde für drei Zustände ermittelt, und zwar für die Zustände "weich", "hart" (nach 50%iger Kaltverformung) sowie nach optimaler Aushärtung. Erreicht wurden Vickershärten bis zu 450 HV.

Die Temperaturabhängigkeit des Elastizitätsmoduls ist für die untersuchten Beispiellegierungen 1 bis 7 in der Figur dargestellt. Bei der kobaltfreien Legierung 1 ist die Anomalie des Elastizitätsmoduls nur sehr schwach ausgeprägt. Bei den übrigen Legierungen 2 bis 7, die Kobalt enthalten, zeigt sich ein deutlicher Δ E-Effekt. Einige Legierungen (z. B. 2 und 3) zeigen bei Raumtemperatur sogar einen nahe bei Null liegenden Temperaturkoeffizienten des Elastizitätsmoduls. Aus der Figur ist deutlich ersichtlich, daß die Ausnutzung des Invareffektes dazu führt, daß die Elastizitätsmoduli von kobalthaltigen Eisen-Nickel-Chrom- Legierungen erheblich niedriger liegen als bei den entsprechenden kobaltfreien Legierungen ohne Invaranomalie.

Das Korrosionsverhalten der Vergleichslegierungen wurde in künstlichem Schweiß bestimmt. Die rechte Spalte von Tabelle 3 weist hier die Materialabtragungsrate in mg/dm² h auf. Wie den Meßergebnissen zu entnehmen ist, weisen die erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen - neben einer guten Verarbeitbarkeit - eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Claims

1. Verwendung einer aushärtbaren Eisen-Nickel-Legierung, bestehend aus 10 bis 42% Nickel, 6 bis 15% Chrom, bis zu 45% Kobalt, 0 bis 4% Kupfer, 0 bis 1% Beryllium, 0 bis 4% Molybdän, Rest Eisen einschließlich bis zu 2% Desoxidations- und Verarbeitungszusätze, wobei der Gesamtgehalt von Nickel und Kobalt 60% nicht übersteigt, als Werkstoff zur Herstellung von Brillengestellen und Brillenteilen.

2. Verwendung einer Legierung gemäß Anspruch 1 aus 20 bis 40% Nickel, 8 bis 13% Chrom, bis zu 3% Kupfer, 0,3 bis 0,6% Beryllium, bis zu 25% Kobalt, Rest Eisen, einschließlich bis zu 2% Desoxidations- und Verarbeitungszusätze, für den in Anspruch 1 genannten Zweck.

3. Verwendung einer Legierung gemäß Anspruch 1 oder 2, die außerdem bis zu 3% mindestens eines Elementes aus der Gruppe Aluminium, Titan, Vanadium, Zirkonium und Niob enthält, für den in Anspruch 1 genannten Zweck.

4. Verwendung einer Legierung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 3, bei der der Molybdängehalt ganz oder teilweise durch Wolfram ersetzt ist, für den in Anspruch 1 genannten Zweck.