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Herstellung von Gußstücken aus Lagermetall-Legierungen Das Patent
528 Bär hat ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von einem
oder mehreren Einzelstücken im Schleuderguß zum Gegenstand. Das Verfahren führt
unter Vermeidung der Entmischung und Zonenbildung zu einem im wesentlichen gleichmäßigen
Gefüge. Ebenso wird das schädliche Aussaigern innerhalb des Gußstückes unterbunden.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich in Erweiterung der im Hauptpatent
niedergelegten Erkenntnis darauf, Gußstücke aus einer Legierung mit Kupfer als Grundmetall
herzustellen, die einen hohen Prozentsatz von mit Alkali- oder/und Erdalkalimetallen
vergütetem Blei enthält.
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Es sind bereits Verfahren zur Herstellung von Legierungen bekannt
geworden, die Kupfer neben Zink und Zinn enthalten. Man hat auch bereits Versuche
unternommen, um solche Legierungen nach anderem als dem Sandgußverfahren herzustellen.
So gibt es beispielsweise ein Verfahren, das eine Vereinigung eines Gußv erfahrens
mit einem Prägeverfahren darstellt. Ferner hat man Ringe- und Getriebeflanschen
in einer Schleuderform hergestellt. Die Erfindung bringt den bisher vorgeschlagenen
Verfahren gegenüber insofern etwas Neues und infolgedessen einen beträchtlichen
technischen Fortschritt, als es sich um die Erzeugung von Bleibronzen handelt, deren
wesentlicher Legierungsbestandteil in einem Zusatz von Alkali- oder Erdalkalimetallen
besteht, und zwar stellen diese Alkalizusätze im Verhältnis zum Kupfer als Grundmetall
nur einen sehr geringen Prozentsatz dar. Die Untersuchungen der nach diesem Gußverfahren
hergestellten Gußkörper haben gezeigt, daß in dem fertigen Guß die in der Ausgangslegierung
enthaltenen Bestandteile an Alkali und Erdalkali ebenfalls vorhanden sind. Die auffallende
und überraschende Verbesserung der mechanischen und metallurgischen Eigenschaften
der Gußkörper sind auf diesen nachweisbaren Gehalt an derartigen Zusätzen zurückzuführen.
Das Gefügebild zeigt eine sehr feine und gleichmäßige Verteilung der Legierungsbestandteile
untereinander, ein Vorzug, der durch das zur Anwendung gelangende Gußverfahren des
Hauptpatents bedingt wird.
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Andere Schleuder- oder Preßgußverfahren haben sich nicht in gleicher
Weise wie das
Verfahren des Hauptpatents für die Erzeugung der vor@egenden--Legieregen
als geeignet erwiesen. Es_ ist- -bekannt, daß Legierungen mit Zusätzeh--von -Aikali-
bzw. Erdalkali-, metallen unter Beobachtung besonderer Maßnahmen ,gegossen werden
müssen, weil sonst die Zusätze verbrennen oder im Wege der Entmischung vermittels
der Zentrifugalkraft aus der Legierung wegen ihres geringen spezifischen Gewichts
entfernt werden.
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Sofern bereits in der Literatur darauf -hingewiesen wurde, daß es
zweckmäßig ist, hochbleihaltige Lagermetalle im Schleuderguß zu vergießen, so enthalten
diese Ausführungen keine näheren Angäben über das am zweckmäßigsten anzuwendende
Verfahren. Insbesondere ist an diesen Stellen nichts über
tenstlsches Merkmal in einem Zusatz von Alkali- und Erdalkalimetallen besteht. Gerade
die Verarbeitung von alkali- und erdalkalihaltigen Lagermetallen bereitet besondere
Schwierigkeiten. Bei Benutzung einer Bleibronze ohne solche Alkali- oder Erdalkalizusätze
ist die Ausbildung einer sehr feinen Struktur in Frage gestellt. Das Blei füllt
vielmehr die Hohlräume zwischen den zuerst ,erstarrenden Rotmetallen aus, wobei
die Orientierung der Bleitröpfchen durch die Rotmetallerstarrung beeinflußt wird.
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Gerade nach dieser Richtung hin, d. h. also nach der Orientierung
der Rotmetallkristalle, bringt die Anwendung des Verfahrens nach dem Hauptpatent
eine überraschend günstige Beeinflussung auch der sich bildenden Bleialkali- bzw.
Bleierdalkalimischkristalle. Diese Kristalle .erhalten eine nadelförmige Ausbildung
und sind mit größter Regelmäßigkeit zwischen den Rotmetallkristallen eingebettet.
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Das Verfahren des Hauptpatents hat sich überraschenderweise als geeignet
erwiesen, diesen Nachteilen entgegenzuwirken. Statt der Entmischung befördert das
Verfahren des Hauptpatents die Vermischung und führt somit zu den nachgewiesenen
verbesserten Gefügebildern.
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Die Verwendung von Alkali- und Erdalkalimetallen in der Legierungstechnik
ist wiederholt beschrieben; auch sind Legierungen dieser Art an sich bekannt. So
ist z. B. eine Bronze vorgeschlagen worden, die 70,00 % Cu, 5,00% Sn, 24,64% Pb,
o,16% Ca, 0,200'o Na enthält. An Stelle oder neben Zinn kann auch Zink in dieser
Legierung zur Verwendung gelangen. Eine derartige Legierung hat beispielsweise die
nachstehende Zusammensetzung: 62,8 bis 46,2 % Cu, 4 bis 8 % Sn, 3 bis i o
0!o Zn, 3 o bis 3 5 % Pb, o, i bis o,5 % Erdalkali, o, i bis o,3 % Na.
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Diese Legierungen zeichnen sich gegenüber solchen Bleibronzen, die
ohne Zusatz von Alkali- oder/und Erdalkalimetallen hergestellt sind, durch eine
Verbesserung ihrer physikalischen und mechanischen Eigenschaften aus; sie besitzen
neben ausreichender Härte eine gute Plastizität, hohe Druckfestigkeit und günstige
Gleitfähigkeit.
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Versuche haben gezeigt, daß sich diese Eigenschaften noch wesentlich
verbessern lassen, wenn die Herstellung des Gußstückes nach dem Verfahren des Hauptpatents
erfolgt. So wird die Gefügedichte und damit die mechanische Festigkeit und Stauchfähigkeit
gegenüber den beispielsweise im Sandguß hergestellten Formstücken wesentlich gesteigert.
Dies hängt damit zusammen, daß die Verteilung der Legierungskomponenten bei Verhinderung
des Aussaigerns der dazu neigenden Metalle eine, wie die Körnung zeigt, gleichmäßigere
und innigere ist.
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Die Anwendung des Verfahrens des Haupt-Patents gestattet es, bei gleichbleibenden
Eigenschaften der nach diesem Verfahren hergestellten Gußstücke gegenüber den nach
anderen - beispielsweise im Sandguß - hergestellten eine verhältnismäßige Erhöhung
des Bleigehaltes vorzunehmen.
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Der Legierung können einige Prozente Nickel zur Erzielung einer besseren
Homogenität zugesetzt werden.