DE594957C

DE594957C - Process for refining silicon-containing copper alloys

Info

Publication number: DE594957C
Application number: DE1930594957D
Authority: DE
Inventors: Dr Emil Lay
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1930-11-30
Filing date: 1930-11-30
Publication date: 1934-03-24

Description

Verfahren zur Veredlung von siliciumhaltigen Kupferlegierungen Bei der Vergütung siliciumhaltiger Kupferlegierungen wurde bisher im allgemeinen so verfahren, daß , die Legierungen nach der mechanischen Verarbeitung geglüht, abge= schreckt und anschließend gegebenenfalls .nach einer weiteren mechanischen Verarbeitung kleineren Umfangs angelassen wurden. Die bei diesem Verfahren üblichen Glühtemperaturen waren ziemlich hoch und betrugen, um ein Optimum an mechanischen Eigenschaften zu erzielen, etwa goo°. Die bisher übliche Arbeitsweise hat nun einen erheblichen Nachteil, weil durch das Glühen nach der Verarbeitung infolge der Rekristallisation ein grobes Korn entsteht. Die grobkörnige Struktur führt aber bei der weiteren Verarbeitung durch Walzen, Ziehen oder Drücken leicht zu Einbrüchen oder anderen Schädigungen der Gütezahlen. Es kam auch gelegentlich vor, daß durch Gasaufnahme Sprödigkeit hervorgerufen wurde.Process for the refinement of silicon-containing copper alloys Bei the remuneration of silicon-containing copper alloys has so far generally been the case proceed that, the alloys annealed after mechanical processing, ab = frightens and then, if necessary, after further mechanical processing have been started on a smaller scale. The annealing temperatures customary for this process were quite high and amounted to an optimum of mechanical properties achieve, for example goo °. The previously common way of working now has a significant disadvantage, because due to the annealing after processing as a result of recrystallization a coarse Grain arises. The coarse-grained structure, however, leads to further processing easy to break in or other damage by rolling, pulling or pressing of figures of merit. Occasionally it also happened that brittleness was caused by gas uptake was caused.

Man hat bereits vorgeschlagen, eine Vergütung von mangan- und siliciumhaltigen Kupferlegierungen in der Weise vorzunehmen, daß die geschmiedeten Werkstücke teils auch ohne vorhergehendes Ausglühen angelassen werden. Hierbei waren jedoch nur geringe Erhöhungen der Härte zu konstatieren und außerdem noch ein relativ hoher Mangangehalt zur Bedingung gemacht.It has already been proposed that manganese and silicon-containing Make copper alloys in such a way that the forged workpieces are partly can also be tempered without prior annealing. However, these were only minor To note increases in hardness and also a relatively high manganese content made a condition.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Vergütungsverfahren für siliciumhaltige Kupferlegierungen, bei denen das vorhandene Silicium, soweit es nicht an das Grundmetall Kupfer gebunden ist, ausschließlich an Nickel, Eisen, Kobalt oder Chrom gebunden ist, bei denen die schädlichen Auswirkungen .eines Ausglühens bei hoher Temperatur vermieden sind. Dies Verfahren besteht darin, daß die Legierungen des Kupfers mit Silicium und einem oder mehreren Metallen, Nickel, Eisen, Kobalt und Chrom, unmittelbar anschließend an die Knetbearbeitung abgeschreckt werden, wobei die Knetbearbeitung bei Glühtemperatur erfolgt. Im Anschluß an das Abschrecken von Bearbeitungstemperaturen wird die Legierung dann in üblicher Weise angelassen, wobei naturgemäß noch .eine Knetbebandluug in kaltem Zustand vorausgegangen sein kann.The subject of the invention is a remuneration process for silicon-containing Copper alloys, in which the silicon present, as far as it is not in the base metal Copper is bound, bound exclusively to nickel, iron, cobalt or chromium is where the harmful effects of a high temperature glow are avoided. This procedure consists in making the alloys of the copper with Silicon and one or more metals, nickel, iron, cobalt and chromium, directly subsequent to the kneading processing are quenched, the kneading processing takes place at annealing temperature. Following quenching from working temperatures the alloy is then tempered in the usual way, with naturally still .ein Kneadbandluug in a cold state may have preceded it.

Eine derartige Behandlung ermöglicht es, im Fertigprodukt ein wesentlich feineres Korn zu >erzielen, als bisher, da die durch die Knetbearbeitung erzielte feinkörnige Struktur für die Folgezeit erhalten bleibt. Die durch das Verfahren erzielten Steigerungen der Festigkeit und Härte werden durch folgende Beispiele gekennzeichnet.Such a treatment makes it possible to have a substantial in the finished product > to achieve finer grains than before, as the result of kneading fine-grained structure is retained for the subsequent period. By the Increases in strength and hardness achieved by the following process Examples marked.

Eine Legierung aus -97 oho Kupfer, 2 Nickel und i % Silicium zeigt nach Abschrecken von Temperaturen oberhalb 750' eine Festigkeit von etwa 3o bis 35 kg/qmm und eine Härte von etwa 6o bis 70. Nach der erfindungsgemäßen thermischen Behandlung steigt die Festigkeit ,auf etwa 6o kg/qmm und die Härte auf 13o bis 16o° Brinell. Falls die Legierung außerdem noch einer Knetbehandlung in kaltem Zustand vor dem Anlassen unterzogen wurde, steigt die Festigkeit sogar auf über 7okg/qmm und die Härte auf über 200.An alloy of -97 oho copper, 2 nickel and 1% silicon shows after quenching at temperatures above 750 ' a strength of about 3o to 35 kg / sqmm and a hardness of about 6o to 70. After the thermal treatment according to the invention, the strength increases, to about 6o kg / sqmm and the hardness to 13o to 16o ° Brinell. If the alloy has also been subjected to a cold kneading treatment before tempering, the strength increases to over 7okg / sqmm and the hardness to over 200.

Eine Legierung aus etwa 98,5 oi'o Kupfer, i % Nickel und o,5 0;ö Silicium zeigt nach Abschrecken von Temperaturen oberhalb 75o' eine Festigkeit von etwa 26 bis 27 kg/qmm und eine Härte von etwa 55 bis 6o. Nach der Behandlung, die lediglich aus Knetbearbeitung bei etwa 8oo°, Abschrecken von der Bearbeitungsendtemperatur und Anlassen ohne Zwischenbearbeitung in kaltem Zustand besteht, sind die Werte auf 4o bis 45 kg Festigkeit/qmm und i oo bis i 2o' Härte gestiegen.An alloy of about 98.5% copper, 1.5% nickel and 0.50% silicon exhibits a strength of about 26 after quenching at temperatures above 75o ' up to 27 kg / sqmm and a hardness of about 55 to 6o. After treatment that merely from kneading at about 8oo °, quenching from the final processing temperature and tempering without intermediate machining in the cold state are the values to 40 to 45 kg strength / qmm and i oo to i 2o 'hardness increased.

Selbst außergewöhnlich geringe Zusätze von o,5 % Nickel und o,25 0lo Silicium zeigen noch deutlich Vergütungseffekte, falls sie gemäß Erfindung verarbeitet werden. So wurde eine derartige Legierung bei etwa 8oo' verwalzt, abgeschreckt, kalt bearbeitet und bei 400' angelassen. Hierdurch stieg die Festigkeit, die in weichem abgeschrecktem Zustand 25,3 kg/qmm und in kalt verarbeitetem Zustand 41,6kg betrug, auf 42,5 kg/qmm.Even exceptionally small additions of 0.5% nickel and 0.25% Silicon still show clear tempering effects if processed according to the invention will. Such an alloy was rolled, quenched, cold machined and tempered at 400 '. This increased the strength, which in in the soft quenched condition 25.3 kg / sqmm and in the cold processed condition 41.6 kg amounted to 42.5 kg / qmm.

überraschenderweise hat sich noch ergeben, daß bei einer derartig kombinierten Glüh-und Knetbehandlung gemäß Erfindung geringere Temperaturen eingehalten werden können, als wenn ein besonderer Glühvorgang eingeschaltet wird, ohne daß die Vergütungseffekte beeinträchtigt werden. Man erhält auf diese Weise wesentlich bessere Oberflächen im Fertigprodukt, da die früher notwendigerweise eintretenden Verbrennungserscheinungen, die auf der Bildung festhaftender Oxydschichten bei der Glühung beruhten, wegfallen.Surprisingly, it has also been found that such a combined annealing and kneading treatment according to the invention maintained lower temperatures can be as if a special glow process is switched on without the remuneration effects are adversely affected. One obtains in this way essential better surfaces in the finished product, since those that necessarily occur earlier Burning phenomena, which are due to the formation of firmly adhering oxide layers in the Glowing were based, drop out.

Besonders vorteilhaft wird das Verfahren bei Kupferlegierungen ausgeübt, bei denen das Verhältnis von Nickel zu Silicium 2 : 1 beträgt, wobei der Gesamtgehalt an Silicium und Nickel 5 0/'o nicht übersteigen soll. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die Anwesenheit eines geringen Überschusses von Silicium, das vermutlich vom Kupfer gebunden wird, vorteilhaft auf die Eigenschaften des Materials einwirkt, während bisher für derartige Legierungen das Verhältnis von Nickel: Silicium stets uze 4.: 1 ,angestrebt wurde, weil dies der stöchiometrischen Zusammensetzung des Nickelsilicids 'entspricht.The method is carried out particularly advantageously in the case of copper alloys in which the ratio of nickel to silicon is 2: 1, the total content of silicon and nickel not exceeding 50%. It has been shown that the presence of a small excess of silicon, which is presumably bound by the copper, has a beneficial effect on the properties of the material, while the ratio of nickel : silicon has always been aimed at 4: 1 for such alloys because this corresponds to the stoichiometric composition of the nickel silicide.

Claims

P: @TI: NTANSl'RL'cl-1r: i. Process for refining silicon-containing Copper alloys in which the silicon bound to the filler metal is exclusively is associated with nickel, iron, cobalt or chromium, characterized in that the alloys are subjected to a kneading treatment at about 800 ', in the immediate vicinity Connection to this quenched and avoiding a special glow process, however, if necessary, with intermediate processing in the cold state, can be tempered.

2. Application of the method according to claim i to alloys of copper in which the ratio of nickel to silicon is 2: i, the total content of silicon and nickel does not exceed 5%.