DE571750C

DE571750C - Process for improving the mechanical properties of alloys which have such an antimonide content that the material has a high degree of brittleness in the as-cast state

Info

Publication number: DE571750C
Application number: DEM116855D
Authority: DE
Inventors: Dr Arthur Burkhardt; Dr-Ing Georg Sachs
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1931-09-10
Filing date: 1931-09-10
Publication date: 1933-03-09

Description

Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Legierungen, die einen solchen Gehalt an Antimoniden aufweisen, daß eine hohe Sprödigkeit des Materials im Gußzustand vorliegt Im Patent 567 696 ist ein Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Verbindungen aus Metallen mit Silicium oder Phosphor mit einem d.o°f, übersteigenden Gehalt an diesen Verbindungen unter Schutz gestellt, bei dem die Verbindungen bz-%v. ihre Legierungen im Gußzustand bei hohen, vorzugsweise dicht unter dem Schmelzpunkt liegenden Temperaturen durchgeknetet werden. Hierdurch wird erreicht, daß die an sich außerordentlich spröden Materialien bedeutende Verbesserungen hinsichtlich ihrer Festigkeit sowie auch ihrer mechanischen Verformbarkeit erleiden. Während man bisher eine Walzbarkeit dieser im Gußzustand außerordentlich spröden Verbindungen bzw. Legierungen nicht für möglich hielt, gelang es gemäß der im Patent 567 696 geschützten Erfindung, durch eine bestimmte Art der Vorbehandlung eine Duktilisierung auch derartiger Materialien durchzuführen.Process for improving the mechanical properties of alloys which have such a content of antimonides that the material is highly brittle in the as-cast state. Patent 567 696 describes a process for improving the mechanical properties of compounds made of metals with silicon or phosphorus with a do ° f, excess content of these compounds placed under protection, in which the compounds or% v. their alloys are kneaded in the as-cast state at high temperatures, preferably just below the melting point. This ensures that the extremely brittle materials suffer significant improvements in terms of their strength and also their mechanical deformability. While it was previously not considered possible to roll these compounds or alloys, which were extremely brittle in the as-cast state, according to the invention protected in patent 567,696, a certain type of pretreatment made it possible to ductilize even such materials.

Die vorliegende Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß das im Häuptpatent für Phosphide bzw. Silicide geschützte Verfahren auch für Antimonide anwendbar ist. Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von an sich spröden Legierungen der Metalle mit Gehalten an Antimon über 7,5 °/o. Das Verfahren besteht gleichfalls darin, derartige Legierungen im Gußzustande bei hohen, vorzugsweise dicht unter dem Schmelzpunkt liegenden Temperaturen durchzukneten.The present invention is based on the finding that the im Main patent for phosphides and silicides protected processes also for antimonides is applicable. The invention therefore relates to a method for improvement the mechanical properties of brittle alloys of metals with contents in antimony over 7.5 per cent. The method also consists in using such alloys in the as-cast state at high temperatures, preferably just below the melting point knead.

Vorzugsweise erfolgt -diese Durchknetung dadurch, daß man die Legierungen bei Temperaturen, die etwa 3o bis ioo° unter dem Soliduspunkt liegen, vorpreßt und daraufhin in beliebiger Weise mechanisch weiter verformt, z. B. walzt. Selbstverständlich kann diese weitere Verformung auch unterbleiben, wenn es möglich ist, bereits durch das Pressen die endgültige Form des Werkstücks herzustellen. Charakteristisch ist aber auch für diese Legierungen eine bedeutende Verfeinerung des Gefüges und eine wesentliche Erhöhung der Festigkeit und zum Teil auch der Dehnung.This kneading is preferably carried out by the alloys at temperatures which are about 3o to 100 ° below the solidus point, pre-presses and then further mechanically deformed in any way, e.g. B. rolls. Of course this further deformation can also be omitted, if it is possible, already through pressing to produce the final shape of the workpiece. Is characteristic but also for these alloys a significant refinement of the structure and a substantial increase in strength and, in some cases, also in elongation.

Ganz besonders vorteilhaft ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für Legierungen des Kupfers mit Antimongehalten über 7,5 %. Es ist bekannt, daß gerade das Antimon eine hohe Sprödigkeit des Kupfers verursacht, wenn es in so hohen Gehalten beilegiert wird. Auf Grund neuerer Untersuchungen ist dabei festgestellt, daß bis zu dem Gehalt von etwa 7,5 °/o Mischkristallbildung vorliegt, so daß bis zu diesem Prozentsatz eine gewisse Duktilität 'der hergestellten Legierungen erwartet werden kann. Geht man aber im Antimongehalt über diese kritische Grenze von 7,5 °/o hinaus, so steigt die Sprödigkeit der Legierung sehr schnell an, so daß eine mechanische Verformung nicht mehr in dem praktisch erforderlichen Maß durchgeführt werden kann, ohne daß eine Schädigung der Werkstücke erfolgt. Preßt man aber Gußmaterial, das aus Kupfer mit Antimongehalten über 7,5 °/o besteht, bei Temperaturen von etwa 6oo bis 65o', so erhält man ein Material, das bereits in sich bedeutend verfestigt ist und dabei auch eine erhebliche Zunahme seiner elastischen Eigenschaften erfahren hat. Ein derart vorgepreßtes Material kann man z. B. dann anschließend auch bei niedrigeren Temperaturen ohne Schwierigkeit weiter walzen, schmieden oder hämmern.The use of the invention is very particularly advantageous Procedure for alloys of copper with antimony content above 7.5%. It is known, that it is precisely the antimony that has a high degree of brittleness in copper caused, when it is alloyed in such high proportions. On the basis of recent studies found that mixed crystal formation up to a level of about 7.5% is present, so that up to this percentage a certain ductility 'of the manufactured Alloys can be expected. But if you go beyond this critical antimony content The limit of 7.5 per cent, the brittleness of the alloy increases very quickly on, so that mechanical deformation is no longer practically necessary Measure can be carried out without damaging the workpieces. Presses but casting material consisting of copper with an antimony content of over 7.5% is included Temperatures of about 600 to 65o ', you get a material that is already in itself is significantly solidified and thereby also a considerable increase in its elasticity Has experienced properties. Such a pre-pressed material can be used, for. B. then then continue rolling without difficulty even at lower temperatures, forge or hammer.

Nach diesem Verfahren können nicht nur Kupferlegierungen mit Gehalten, die wenig über 7,5 °/o Antimon liegen, verarbeitet werden, Versuche haben vielmehr gezeigt, daß sogar noch Antimongehalte von 15 %, ja herauf bis 35°o in gleicher Weise zu Fertigfabrikaten verformt werden können. Naturgemäß erhöht sich mit steigendem Antimongehalt die Härte und Sprödigkeit dieser Legierungen, doch ist es stets möglich geblieben, dieselben mindestens einem Preßvorgang zu unterwerfen. According to this process, not only copper alloys with contents slightly above 7.5% antimony can be processed, but tests have shown that even antimony contents of 15%, even up to 35%, are deformed into finished products in the same way can be. Naturally, the hardness and brittleness of these alloys increases with increasing antimony content, but it has always remained possible to subject them to at least one pressing process.

Als Beispiel sei die Behandlung einer 20 °/oigen Kupferantimonlegierung angeführt. Hierbei wurde zunächst das Kupfer geschmolzen und das Antimon in metallischem Zustande einlegiert. Nach einen guten Durchrühren der Schmelze wurde diese zu Preßknüppeln von 7o mm Durchmesser vergossen. Diese Knüppel wurden in einem Glühofen gewöhnlicher Konstruktion auf eine Temperatur von 62o° erhitzt und in einer Strangpresse auf Stangen von 12 nun Durchmesser verpreßt. Diese Stangen zeigten eine Festigkeit von etwa 45 kg/mm= Festigkeit, während dasselbe Material im Gußzustand eine Festigkeit von nur 13 kg/mm2 aufwies. Abgesehen von den reinen Küpferantimonlegierungen kann das Verfahren gemäß Erfindung naturgemäß auch alle sonstigen antimonhaltigen Kupferlegierungen mit Antimongehalten von mehr als 7,5 °@a ausgedehnt werden.An example is the treatment of a 20% copper antimony alloy cited. First the copper was melted and the antimony in metallic Alloyed condition. After thorough stirring of the melt, it became billets of 7o mm in diameter. These billets became more common in an annealing furnace Construction heated to a temperature of 62o ° and placed in an extruder Rods with a diameter of 12 are now pressed. These rods showed a strength of about 45 kg / mm = strength, while the same material in the as-cast state has a strength of only 13 kg / mm2. Apart from the pure copper antimony alloys the method according to the invention naturally also includes all other antimony-containing copper alloys be extended with antimony contents of more than 7.5 ° @ a.

So hat sich z. B. ergeben, daß die für die Herstellung von Kupferlegierungen vielfach verwendeten Zusatzelemente, wie Zink, Nickel, Zinn, Blei, Chrom, Silicium, auch zu den antimonhaltigen Kupferlegierungen mit mehr als 7,5 °/o Antimon zugesetzt werden können, ohne daß das erfindungsgemäße Verfahren beeinträchtigt wird.So has z. B. show that for the production of copper alloys frequently used additional elements, such as zinc, nickel, tin, lead, chromium, silicon, also added to the antimony-containing copper alloys with more than 7.5% antimony can be without adversely affecting the process according to the invention.

Die Anwendung der nach diesem Verfahren hergestellten hochantimonhaltigen Legierungen, und zwar insbesondere der hochantimonhaltigen Kupferlegierungen ist besonders vorteilhaft für die Herstellung von Apparaturen, die Korrosionsfestigkeit erfordern. In vielen Zweigen der chemischen Industrie wird das Bedürfnis nach z. B. phosphorsäure bzw. salzsäurebeständigeren Apparaturen immer stärker. Es hat sich nun ergeben, daß ein derart hoher Antimongehalt, wie er nunmehr nach dem Verfahren gemäß Erfindung möglich geworden ist, derartige Anforderungen in besserem Maße als die bisherigen Legierungen befriedigen kann.The use of the highly antimony produced by this process Alloys, in particular the high antimony copper alloys particularly advantageous for the manufacture of equipment that is corrosion resistance require. In many branches of the chemical industry the need for z. B. phosphoric acid or hydrochloric acid-resistant equipment is getting stronger. It has now show that such a high antimony content as it is now after the process according to the invention has become possible, such requirements to a better degree than the previous alloys can satisfy.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Application of the process to improve the mechanical properties, especially the strengths, according to patent 567,696 on alloys which have such a content of antimonides that a high Brittleness of the material is present in the as-cast state.

2. Application of the method according to claim i to alloys of copper with more than 7.5 % Artiman.

3. Application of the method according to claim i and 2 on alloys of copper with more than 7.5 ° 1o antimony, and other additions of alloy elements, such as those used in production of copper alloys are common. q .. Use of according to claim i to 3 prepared Alloys for the production of corrosion-resistant equipment.