DE594438C

DE594438C - Zinklegierungen

Info

Publication number: DE594438C
Application number: DE1930594438D
Authority: DE
Original assignee: ILLINOIS ZINC Co
Current assignee: ILLINOIS ZINC Co
Priority date: 1929-10-18
Filing date: 1930-10-18
Publication date: 1934-03-16

Description

Zinklegierungen Die Erfindung bezieht sich auf kupferhaltige Zinklegierungen, denen durch Zusätze gewisser Metalle besonders günstige. Festigkeitseigenschaften verliehen werden. Man hat bereits vorgeschlagen, Zink-Kupfer-Legierungen einen gewissen Silbergehalt zuzufügen, um Legierungen zu schaffen, die für Spritzguß und Kokillenguß geeignet sind. Ebenso ist es bekannt, antimon- und bleihaltige Zink-Kupfer-Legierungen als Lagermetall zu verwenden.
Ziel der Erfindung ist .es, durch bestimmt bemessene Zusätze fremder Metalle knetbare Zinklegierungen herzustellen, die sich durch hohe Zugfestigkeit und hohen Glanz auszeichnen und sich durch mechanische Bearbeitung, wie Drücken, Pressen, Ziehen, Schmieden oder Walzen, verarbeiten lassen. Die günstigen Eigenschaften dieser Legierungen sind an die Einhaltung bestimmter Grenzen für die Legierungszusätze gebunden. Erfindungsgemäß besitzen die auf Zinkbasis aufgebauten Legierungen einen Kupfergehalt von o, i' bis 2 % und außerdem einen Silbergehalt von o,oi bis 2o % des Kupfergehalts. Der Gehalt an Silber kann mehr oder weniger vollständig. durch einen Gehalt an Antimon ersetzt werden, ohne daß dadurch die Festigkeitseigenschaften der Legierungen ungünstig beeinfiußt werden. Die besten Legrierungen werden durch einen Zusatz von Silber erhalten, durch den eine besonders große Zähigkeit und Dehnbarkeit erzielt wird.
Die Legierungen sollen von Aluminium, Blei oder Magnesium vorzugsweise ganz; auf jeden Fall aber in solchem Maße frei sein, daß dadurch die wertvollen Eigenschaften der Legierungen nicht beeinträchtigt werden.
Das zur Herstellung der Legierungen ver-, wendete Zink kann ein hochwertiges Zink sein; doch verwendet man zweckmäßig Handelszink geringerer Reinheit, das jedoch keine Bestandteile enthalten soll, die der Legierung schädlich sind. So macht z. B. ein Gehalt von mehr als o,6 % Cadmium oder o,04 % Eisen das Zink zum dünnen Auswalzen zu spröde, und dein Gehalt von über o,6 % Blei verringert die Zugfestigkeit der Legierung so sehr, daß dünn ausgewalzte Bleche schon beim Walzprozeß brechen. Aluminium bewirkt selbst in geringen Spuren Rißbildung und Zerfallen der Legierung nach dem Auswalzen. Man verwendet zweckmäßig als Ausgangsmaterial ein feines Raffinatzink; man kann aber auch vorteilhaft etwas niederwertiges Raffinatzink oder sogenanntes Feinzink als Ausgangsmaterial benutzen.
Bei der Herstellung der.Legierungen hängt der genaue Gehalt an zuzusetzendem Kupfer und Silber von den besonderen Anforderungen ab, die an die gewünschte Legierung gestelltwerden; und auch von den verschiedenen Bedingungen der Verarbeitung, z. B. des Walzens, denen die Legierung unterworfen werden soll. Die einzelnen Anteile der Zusätze können leicht ermittelt werden, indem durch einfachen Versuch die für die gewünschte Legierung geeignete Zusammensetzung ausprobiert wird.
Im folgenden werden einige Beispiele für die Herstellung der beschriebenen Legierung gegeben: Beispiel i Ein mit Kohle beheizter Schmelzofen wird mit etwa 54q.3 kg Plattenzink, das außer Zink noch 0,20/0 Eisen, o,6 % Blei und 0;o8 % Cadmium enthält, beschickt und auf einer Temperatur von 441' C gehalten. Wenn die Platten vollkommen geschmolzen sind; also ein Bad von geschmolzenem Zink bilden, d. h. etwa nach 6 Stunden, wird die Schlacke sorgfältig abgeschöpft und i 3, 6 kg Kupfer in Form von Drähten hinzugefügt und in das geschmolzene Metall eingerührt. Nachdem das Kupfer ganz von dem Zink aufgenommen ist, werden 2419 Silber in Form von Kügelchen hinzugefügt und in das Metallbad eingerührt. Wenn Kupfer und Silber von dem Zink aufgenommen sind, wird die geschmolzene Legierung in zum Auswalzen geeignete Platten gegossen. Diese Platten werden, nachdem sie in der bei Zink üblichen Weise erwärmt worden sind, durch Grob- und Feinwalzen ebenso wie gewöhnliches Zink zu Blechen oder Bändern ausgewalzt.

Nach Wunsch kann auch zuerst das Silber mit dem Kupfer vereinigt und die so gewonnene Legierung in flüssiger oder fester Form dem geschmolzenen Zink zugesetzt werden.

Legierungs- Blechdicke Zn Cu Ag Fe ?b Cd

Nr. mm 0,.'o % °% °% % °i0

1 1,02 97,9 1,515 - 0,075 0,028 0,308 o,156

11 1,27 98,9 0,315 0,035 0,o28 0,550 0,1o1

111 1,27 99,6 0,236 0,025 0,036 0,049 0,020

Die Legierung I ist zäh und von hoher Zugfestigkeit; besitzt aber nicht die Dehnbarkeit wie die Sorten II und III. Sie ist sehr steif und daher geeignet zur Herstellung von Kondensatorscheiben für Radioapparate sowie von Wellblech für Dächer und für Seitenbekleidung von Häusern. Sie wird sehr vor-Die so hergestellten neuen Legierungen zeichnen sich :aus vor gewöhnlichem gewalzten Zink, abgesehen von ihrem höheren Glänz, durch erhöhte Härte, erhöhte Dehnbarkeit (Ziehfähigkeit) und durch erhöhte Zugfestigkeit in der Walzrichtung und quer zu dieser. Durch die erhöhte Härte und Zugfestigkeit ist die Dehnbarkeit und Geschmeidigkeit nicht beeinträchtigt. Beispiele i oor,g Handelszink mit einem Gehalt von 0,o2 oo Eisen, o,25 0,`o Blei und 0,125 0:'o Cadmium werden in einem elektrisch beheizten Tiegel geschmolzen. Wenn das Zink vollkommen geschmolzen ist, Zverden i o g Kupferblech und i g metallisches Antimon hinzugefügt. Die gebildete Legierung wird zu einer 25,41nm dicken Platte ausgegossen. Nach dem Auswalzen auf I,27 mm Dicke zeigt das fertige Blech erheblich günstigere Festigkeitswerte als ein unter denselben Bedingungen gewalztes Blech aus gewöhnlichem Handelszink.

Bei der Herstellung der Legierungen werden der Schmelze Desoxydationsmittel zugesetzt, aber vorzugsweise nicht über o, i o;o vom Gewicht der Legierung. Als Desoxydationsmittel können dienen: Mangan, Vanadium, Wolfram oder Chrom. Da Kupfer und Silber sich leicht mit Sauerstoff verbinden und deren Oxyde die Legierung spröde machen, werden durch den Zusatz eines geeigneten Desoxydationsmittels die Eigenschaften der Legierungen noch verbessert.
Um einige Verwendungszwecke der Legierungen und die entsprechenden, für diese Zwecke geeigneten, ungefähren Zusammensetzungen anzugeben, sind im- folgenden die Analysen und Anwendungsbeispiele von drei willkürlich numerierten Sorten dieser Legierungen aufgeführt. Es wird dabei jedesmal eine Blechdicke angegeben, die für einige der untengenannten Verwendungszwecke geeignet ist. Das vorhandene Eisen, Blei und Cadmium sind auf Verunreinigungen des Handelszinks zurückzuführen. teilhaft zur Herstellung von im Gesenk geschmiedeten und (mittels Strangpresse) gepreßten Gegenständen verwendet.
Die Legierung II ist weniger zäh und von geringerer Zugfestigkeit als die Sorte I, aber dehnbarer als diese. Sie eignet sich besonders für solche Gegenstände, die durch Ziehen oder Biegen hergestellt werden, wie z. B. Kappen für Radnaben an Automobilen und Waschmaschinenhauben.
Die Legierung III ist ziemlich weich und biegsam. Sie ist geschmeidiger als die Legierungen I und II, besitzt aber geringere Zugfestigkeit und Zähigkeit. Sie eignet sich besonders gut für die Herstellung von Gegenständen, die durch Drücken gebildet werden, z. B. Lampenteile.
Bleche aus den Legierungen, die innerhalb der Grenzen der angegebenen Zusammensetzung liegen, bleiben, wenn sie bei den für Zink üblichen Temperaturen ausgewalzt werden, bemerkenswert frei von den sonst beim Walzen von Zink auftretenden Streckkristallen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Knetbare Zinklegierung, gekennzeichnet durch einen Kupfergehalt von o, i bis z % und einen Silbergehalt von o, i bis 2o 0;o des Kupfergehaltes, während der Rest Zink ist. a. Zinklegierung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Verbesserung dienende Silberzusatz ganz oder teilweise durch einen demselben Zweck dienenden Antimonzusatz ersetzt wird.