DE4033377C2 - Warm- und kaltumformbare Kupfer-Zink-Aluminium-Knetlegierung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine warm- und kaltumformbare Kupfer-Zink-Aluminium- Knetlegierung, welche über das Horizontalstranggießverfahren in halbzeugherstellenden Bereichen der NE-Metallurgie kontinuierlich herstellbar ist.

Nach dem Stand der Technik sind Kupfer-Zink-Aluminium-Knetlegierungen bekannt. Diese weist folgende Gehalte auf: 75 bis 80% Cu, 1,0 bis 2,5% Al, 0,02 bis 0,04% As und Rest Zn.

Die im Bereich der α-Messinge liegenden Legierungen erreichen den Sprödbruchbereich bei etwa 300 bis 500°C, besitzen eine geringe Warmfestigkeit und neigen bei Zugbeanspruchung zum Aufreißen der Oberfläche. Diese Nachteile machen sich beim Horizontalstranggießen dieser Legierung besonders negativ bemerkbar. Oberflächenschäden des Gießstranges treten bereits nach einigen Betriebsstunden auf, sobald die Arbeitsfläche der Grafitkokille rauher geworden ist.

Es ist ferner bekannt, daß durch die Zugabe geringer Mengen von zusätzlichen Elementen auf die Eigenschaften von Metallen und Legierungen für deren Herstellung, Verarbeitung und Gebrauch wesentlich Einfluß genommen werden kann. Durch die Zugabe von Arsen und Phosphor soll die Entzinkung von Kupfer-Zink-Aluminium-Legierungen vermindert werden (DE-PS 25 53 238).

Ferner ist bekannt, zur Verringerung der Warmbrüchigkeit von Kupfer-Zink-Knetlegierungen Cer zuzulegieren (DD-PS 87 916), das jedoch bei α-Messingen zu einer Verringerung der Dehnungswerte führt.

Weiterhin ist eine Kupfer-Zink-Legierung bekannt, bei welcher durch Zusatz von Zirkon und Bor eine Verbesserung der Kaltumformbarkeit erreicht werden soll (DE-PS 26 47 874).

Aus der DE-OS 15 58 466 ist eine Legierung bekannt, die aus 71 bis 90% Cu, bis 1% Al, 0,01 bis 0,5% As, bis 3% Mn, bis 1,5% Si, bis 1,2% Pb, bis 2% Ni, bis 1% Fe, Rest Zn mit den üblichen Beimengungen bis zu 1% besteht. Das Gefüge dieser Legierung soll eine Korngröße von 0,01 bis 1 mm Durchmesser haben. Bei dieser Legierung handelt es sich um eine typische verschleißfeste Legierung. Die relativ hohen Gehalte an Mn und Si sind wesentliche Legierungsbestandteile, weil sie durch die Bildung von Mangan- (und Eisen-)siliziden, die als hexagonale Kristallite in die Matrix eingelagert werden, die Träger der Verschleißfestigkeit sind. Zusätze von Pb sollen die Zerspanungseigenschaften verbessern. Derartige Legierungen werden für Gleitschienen oder Ventilführungen von Verbrennungsmotoren eingesetzt, die mechanisch bearbeitet werden müssen. Die Legierung muß dann z. B. korrosionsbeständig gegen Verbrennungsgase sein. Diese Legierung ist für eine Herstellung von Rohren für Kondensatoren oder Wärmeübertrager, die eine Korrosionsbeständigkeit gegenüber verunreinigten Wässern und Seewasser aufweisen sollen, ungeeignet.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine warm- und kaltumformbare Kupfer-Zink- Aluminium-Knetlegierung zu schaffen, die sich kontinuierlich durch Horizontalstranggießen herstellen läßt, nicht den Zusatz seltener, kostenaufwendiger oder hoch reaktiver Elemente verlangt, keine Gußoberflächenschäden durch Warmbrüchigkeit aufweist und ohne Einschränkungen der mechanischen Eigenschaften sich gut durch Warm- und Kaltumformen mit hoher Korrosionsbeständigkeit weiterverarbeiten läßt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Legierung gelöst, die aus

75 bis 80% Kupfer
mehr als 1 bis 2,5% Aluminium
0,02 bis 0,04% Arsen
0,01 bis 0,2% Mangan
0,01 bis 0,1% Silizium und
Zink als Rest

besteht.

Diese Legierung weist gute Warm- und Kaltumformeigenschaften auf, sowie eine spezielle Korrosionsbeständigkeit gegenüber verunreinigten Wässern und Seewasser. Sie ist insbesondere zur Herstellung von Rohren für Kondensatoren und Wärmeübertrager geeignet. Mit dieser Legierung wird eine Desoxidation und Entschwefelung der Schmelze erreicht und gleichzeitig werden genügend Kristallisationskeime geschaffen, die eine über den Querschnitt des Gußstranges globulitische Erstarrung der Schmelze gewährleisten.

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Beispielen erläutert werden.

Der Durchmesser der Gußstränge beträgt in beiden Beispielen 130 mm. Nach dem Horizontalstranggießverfahren kontinuierlich hergestellte Rundbolzen sind mit einem Durchmesser von 20 bis 250 mm gießbar.

Die in den Beispielen angegebenen Legierungen lassen sich kontinuierlich horizontal zu Strängen mit 130 mm Durchmesser gießen und durch Warm- und Kaltumformung zu Rohren mit hoher Korrosionsbeständigkeit, beispielsweise Kondensatorrohren, weiterverarbeiten.

Claims (1)

1. Warm- und kaltumformbare Kupfer-Zink-Aluminium-Knetlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 75 bis 80% Kupfer
   mehr als 1 bis 2,5% Aluminium
   0,02 bis 0,04% Arsen
   0,01 bis 0,2% Mangan
   0,01 bis 0,1% Silizium und
   Zink als Restbesteht.