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Aluminiumlegierung. Vorliegende Erfindung bezweckt die Verbesserung
von Aluminiumlegierungen und besonders derjenigen Aluminiumlegierungen bekannter
Art, welche in der Hauptsache aus Aluminium mit geringerem Kupfer- und Magnesiumgehalt
bestehen und welche gegebenenfalls noch Mangan oder ein sonstiges Metall einbegreifen,
welches sich ähnlich wie Mangan zur Legierung verhält.
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Es gibt zwei wohlbekannte Aluminiumlegierungen, von denen die eine
als Hauptbestandteil Aluminium sowie ungefähr q. Prozent Kupfer und ungefähr o,5
Prozent Magnesium enthält, und die andere dieselben Bestandteile im wesentlichen
in den angegebenen Verhältnissen, mit einem Zusatz von ungefähr i Prozent Mangan.
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Derartige Legierungen besitzen die wertvolle Eigenschaft, daß durch
Wärmebehandlung deren Zugfestigkeit etwa bi's zu derjenigen von schweißbarem Stahl
mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und ihre Dehnung um io bis 20 Prozent erhöht werden,
während jedoch ein sehr gewichtiger Nachteil dieser Legierungen darin zu erblicken
ist, daß dieselben außerordentlich spröde und brüchig sind, so daß sich die Herstellung
dieser Legierungen in Form von Platten durch Auswalzen, gleichgültig ob heiß oder
kalt, äußerst schwierig und kostspielig gestaltet und ein weitgehendes Abscheren
der Blockenden und dementsprechend großen Ausschuß bedingen. Ganz besonders machen
sich diese Nachteile bemerkbar bei der Herstellung verschiedener Teile von Flugmaschinen
und anderen Luftfahrzeugen, da tatsächlich die ganze zum Bau dieser Maschinen verwendete
Legierung zuerst in Form von Platten ausgewalzt werden muß.
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Die Erfindung bezweckt nun, diesen schwerwiegenden Nachteil der an
sich ihrer sonstigen hervorragenden Eigenschaften wegen wertvollen Legierungen zu
beseitigen und erreicht dies dadurch, daß den genannten Legierungen ein geringer
Gehalt an Erdalkalimetall (in vorliegendem Fall Kalzium) zugesetzt wird. Hierdurch
wird die Neigung der genannten Legierungen, während des Auswalzens und besonders
während der Anfangsstadien des Heißwalzens stark brüchig und rissig zu werden, bedeutend
vermindert und praktisch so gut wie ausgeschlossen. Auch für den Kaltwalzprozeß,
welcher stets auf das Heißwalzen folgt, werden die Eigenschaften der Legierungen
durch einen Erdalkalimetallzusatz außerordentlich verbessert.
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Der Zusatz eines zu großen Betrages von Kalzium ist zu vermeiden,
da sonst die durch die Wärmebehandlung erlangte Zugfestigkeit zu sehr verringert
wird. Im allgemeinen braucht die hinzugefügte Menge von Kalzium nicht mehr als 2
Prozent zu betragen, und es kann auch weniger als i Prozent verwendet werden. Z.
B. werden in einer Aluminiumlegierung,
deren Hauptbestandteil Aluminium
ist und welche nicht mehr als 6 Prozent Kupfer und 2 Prozent Magnesium enthält,
zweckmäßig nicht mehr als 2 Prozent Kalzium verwendet. In einer Legierung, deren
Hauptbestandteil Aluminium ist und welche nicht mehr als 6 Prozent Kupfer, nicht
mehr als 2 Prozent Magnesium und nicht mehr als 2 Prozent Mangan enthält, sollten
ebenfalls zweckmäßig nicht mehr als 2 Prozent Kalzium verwendet werden. Als besonders
vorteilhaft wird eine Legierung empfohlen, welche aus ungefähr q. Prozent Kupfer,
o,6 bis i Prozent Mangan, 0,3 bis z Prozent Magnesium, 0,3 bis o,6 Prozent Kalzium
und im übrigen aus Aluminium besteht.
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Das Verhältnis der Bestandteile der gegebenen Legierungen zueinander
kann je nach verschiedenen Anforderungen verändert werden, ohne aus dem Bereich
der Erfindung zu treten, welche nicht auf die für irgendeinen bestimmten Fall angegebenen
Mengenverhältnisse beschränkt ist.
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Zur Herstellung der hier beispielsweise beschriebenen, aus Aluminium,
Kupfer, Magnesium, Mangan und Kalzium bestehenden Legierung können die folgenden
reichen Legierungen verwendet werden: eine Kupferlegierung, welche ungefähr 2.o
Prozent Kupfer und ungefähr 8o Prozent Aluminium enthält; eine Manganlegierung,
welche ungefähr 8 Prozent Mangan und 92 Prozent Aluminium enthält, und eine Kalziumlegierung,
welche ungefähr 8o Prozent Aluminium enthält.
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Das verwendete Aluminium ist zweckmäßig Barrenaluminium von üblicher
Handelsqualität mit weniger als i Prozent Gesamtunreinigkeiten; und das metallische
Magnesium ist von der im Handel üblichen Qualität.
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Es ist nicht absolut notwendig, daß die obenerwähnten reichen Legierungen
die angegebene Zusammensetzung haben, doch sind die oben angegebenen Zusammensetzungen
ungefähr diejenigen der handelsüblichen Legierungen, welche leicht zu erhalten sind,
und aus diesem Grunde ist ihre Verwendung vorzuziehen. Bei der Bereitung der Legierung
werden die geeigneten Quantitäten jedes der zur Herstellung der gewünschten Zusammenstellung
notwendigen Materialien abgewogen. Das Barrenaluminium wird mit der reichen Kupfer-
und der reichen Manganlegierung zusammen in einen Schmelztiegel von geeigneter Größe
aufgegeben und geschmolzen, wobei darauf geachtet werden muß, daß die Temperatur
nicht höher steigt als etwa 8i6° C. Der Schmelztiegel wird dann vom Feuer entfernt,
die reiche Kalziumlegierung und das Magnesiummetall hinzugefügt und aufgelöst und
das Ganze gehörig zusammengerührt und dann zum Feuer zurückgebracht, um wieder bis
zur geeigneten Gußtemperatur erhitzt zu werden. Hierauf wird die Legierung abgeschäumt
und in üblicher Weise in Walzblöcke gegossen.
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Der Ausdruck Erdalkalimetalle soll in seiner hier angewendeten Bedeutung
die gewöhnlich mit diesem Ausdruck bezeichneten Erdalkalimetalle einbegreifen, mit
Ausnahme von Magnesium.
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Bei der Ausführung der Erfindung wird zweckmäßig das Aluminium des
Handels verwendet, welches stets geringe Mengen von Eisen und Silizium und möglicherweise
andere minderwertige Unreinigkeiten enthält. -Doch soll das Wort »Aluminium«, gleichviel
wo es in der Beschreibung und in den Ansprüchen gebraucht wird, sich- nicht auf
eine bestimmte oder besondere Art von Aluminium beziehen, sondern es soll im Geenteil
im weitesten Sinne ausgelegt werden' und jegliches zur Herstellung von Aluminiumlegierungen
dienliche Aluminium einschließen.