DE622580C

DE622580C - Palladium-Kupfer-Silber-Legierungen

Info

Publication number: DE622580C
Application number: DE1930622580D
Authority: DE
Original assignee: Mond Nickel Co Ltd
Current assignee: Mond Nickel Co Ltd
Priority date: 1929-01-28
Filing date: 1930-01-29
Publication date: 1935-11-30
Also published as: FR688967A; US1913423A; GB354216A

Description

Die Erfindung betrifft Legierungen aus Palladium, Silber und Kupfer sowie ein Verfahren· zur Warmbehandlung dieser Legierungen. Die Legierungen haben einen hohen Korrosionswiderstand, sie laufen schwer an und besitzen hohe Härte und Zugfestigkeit sowie andere Eigenschaften, die sie für zahntechnische Zwecke und als Leiter für Wärme und Elektrizität besonders geeignet machen.

Erfindungsgemäß erhält die Legierung folgende Zusammensetzung: 25 bis 65% Palladium, ι bis 6o°/o Kupfer und 1 bis 74% Silber (Feld K-L-M-N-O der Abb. i).
In den Zeichnungen bedeutet

■ Abb. ι ein Dreistoffdiagramm, das die Mengenverhältnisse einer Legierung aas Pd, Ag, Cu im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung darstellt,
Abb. 2 ein Dreistoffdiagramm, das zeigt,

ao wie die Komponenten der Legierungen sich gegenüber Einflüssen, die eine Verfärbung (Anlaufen) bewirken, verhalten, .

Abb. 3 ein Dreistoffdiagramm, das den Bereich der härtbaren Legierungen darstellt und die Rockwell B-Härten der abgeschreckten Legierungen angibt,

Abb. 4 ein Dreistoff diagramm, das die Mengenverhältnisse von .Legierungen darstellt, die sich besonders für zähntechnische Zwecke eignen.

Abb. 5 ist eine graphische Darstellung, die den Einfluß der Wärmebehandlung bei verschiedenen Temperaturen auf die Härte gewisser Legierungen zeigt.

Die im Feld K-L-M-N-O der Abb. 1 liegenden Legierungen bestehen aus 25 bis 65% Palladium, 1 bis 60 % Kupfer und 1 bis 74 % Silber und weisen hohe Festigkeit auf. Die im Feld P-L-M-Q der Abb. 1 liegenden Legierungen sind alterungsfähig, die in dem Abschnitt A-B-C der Abb. 2 liegenden sind völlig korrosionsfest und laufen nicht an. Legierungen des Feldes D-E-B-A sind weitgehend .korrosionsfest und laufen nur wenig Sie können in bestimmten Grenzen zur

Anwendung kommen; die übrigen Legierunr gen besitzen die erwähnten Eigenschaften nur in geringerem Maße.

Es wurde ferner gefunden, daß die Härte und Zugfestigkeit, die Korrosionsfestigkeit und der Widerstand gegen Anlaufen gewisser Legierungen sowie die Leitfähigkeit für Wärme und Elektrizität der härtbaren Legierungen durch eine wirksame Warmbehandlung gesteigert werden kann. In Abb. 3 sind oberhalb der punktierten Linie die Legierungen dargestellt, bei denen eine wesentliche Härtung eintritt, wenn sie einer Warmbehandlung unterworfen werden. Analytisch können die Zusammenhänge ungefähr so dar- 6g

halt größer ist als 5 -+-1,544 X io~³ und kleiner ist als 48 7oy während der Ag-Ge-, 5 halt den Rest ausmacht. Die ausgezogenen Kurven zeigen Legierungen, die einen Härtegrad von 80 bis ι ίο nach Rockwell B haben, wenn sie geeignet gealtert sind. -

Selbstverständlich kann die Temperatur für die Warmbehandlung sehr verschieden ge-" wählt werden. Gute Resultate sind .bei Erwärmung der Legierungen auf 700° C und "nachfolgendem Abschrecken in Wasser erzielt worden. Hierbei wurde festgestellt, daß die Zugfestigkeit und Härte wesentlich vermindert wurden, während die Dehnbarkeit erhöht wurde, so daß das abgeschreckte Ma- ; terial zu Draht oder Blech kalt gewalzt oder gezogen werden "konnte. Eine Steigerung der Zugfestigkeit und Härte wurde erreicht, wenn die abgeschreckte Legierung 15 bis 60 Minuten lang auf 400 bis 500° C erhitzt und dann langsam abgekühlt wurde. ".

Eine deutliche Steigerung der Zugfestigkeit und Härte wird auch, erzielt, wenn die Legierung, nachdem sie auf 450 ° C erhitzt wurde, abgeschreckt wird. Aber die Resultate, die durch langsames Abkühlen erhalten werden, sind im allgemeinen besser. ' Die Steigerung der Härte nach Rockwell B. ist an zwei typischen Legierungen in Abb. 5 dargestellt,· die Legierungen wurden zuerst auf 86o° C .erhitzt, abgeschreckt und.dann bei den im Diagramm angezeigten Temperaturen nahezu 30 Minuten lang behandelt .und abge-•kühlt. Kurve;6 zeigt die Ergebnisse <einer Warmbehandlung an Legierungen aus .40:70 Pd, '45% Ag, 15 7o C.U. Kurve 7 kellt.eMeLegiearung aus . 40% Bd, 46% Ag, iQ-%.€u und 4.7oJ^i -dar. Wie ersichtlich, .zeigenbeide Legierungen, daß bei .einer Wiedererwärmung bei 45 o° C 'die besten Resultate erzielt/werden. ■ "Bei einer anderen Warmbehandlung, die -auch -günstige Ergebnisse iieferd:, wird die +5 Legierung bei über 7.00⁰C geglüht nirid dann -von dieser Temperatur im wesentlichen langsamer abgekühlt, als* dies !bei Luftkühlung geschieht. . ' ' .

Es wurde gefunden, daß eine Legierung aus 35 bis -55 7o-P<i, 55 bis. 5% Ag und .dem . restlichen Anteil aus Cu eine Zugfestigkeit von .über 7030 lcg/qcm erlangen fcann, wenn •sie einer !entsprechenden Behandlung in der Wärme .unterzogen wird. Ein typisches Bei-

5Ä spie! für den .Einfluß, der Warmbehandlung.

. auf die Zugfestigkeit einer Legierung mit

40% iPd, 40 7o Agiund 20 °/p Cu sei angeführt.

'. Die schließiiche Festigkeit, die diese' Legie- · rung, bei einem Abschrecken von &6q°:^:C besaß, betrug .6847 kg/qcm.- JSach haJbstündi- -. -gem Altern, bei 450⁰ C lund änaehiEolgendem . Abschrecken war die . Zugfestigkeit auf . 1.0.475 kg/qcm gesteigert, und nach halbstündigem Altern bei 450⁰ C und langsamem Abkühlen steigerte sich die Festigkeit auf 12 021 kg/qcm.

'Für zahntechnische Zwecke ist eine Legierung, die bis zu einem bestimmten Grade härtbar ist, und die weitgehend korrosionsfest ist und nicht anläuft, erwünscht. Eine Reihe für diese Zwecke geeigneter Legierungen ist in ■ Abb. 4 durch das Feld F-G-H-I innerhalb der Kurve dargestellt. Diese Legierungen liegen in dem Felde, in' dem eine wesentliche Härte erreichbar ist (Abb. 3) und in dem auch in ⁷ⁱ> hohem Grade Korrosionsfestigkeit und Anlaufwiderstand herrschen (Abb. 2).

Die "vorstehend geschilderten Legierungen sind alle von weißer Farbe ohne jeden anderen Farbton. Dies macht sie besonders für zahritechnische Arbeiten geeignet. Sie sind außerdemribeljrichtiger Warmbehandlung gut leitend für Elektrizität, was sie zusammen mit ihren rostfesten Eigenschaften für elektrische Kontakte geeignet macht. Ihre Dichte ist verhältnismäßig niedrig; daher sind sie je Raumeinheit billiger als viele Goldlegierungen, die sie ersetzen. ' , '

Außer Pd, Ag und Cu können auch andere Metalle je nach den gewünschten Eigenschaften in den Legierungen zugegen sein. So wird z. B. die Güte und Dichte von Gußstücken günstig beeinflußt durch die Gegenwart von •Desoxydiermittehi, wie Zink/ Silicium, Bor, Magnesium, Calcium und Verbindungen dieser Stoffe, Das Desoxydiermittel soll ein Metall oder Metalloid. sein, dessen Qxydwärme an Bildungswärme das Kupferoxyd übertrifft. -Hierfür eignet sich besonders Caleiumborid in Mengen, von ;etwa Q,2'°/o-

Geringe Mengen.anderer Metalle können den Legierungen zugesetzt werden, ohne das Wesen der Erfindung zu beeinträchtigen. So können kleine Mengen von Edelmetallen, wie Gold, Platin, Rhodium, zugegen sein und Metalle wie Nickel oder Kobalt bis zu 4%· Eisen und ähnliche'Metalle, die die Duktilität ungünstig beeinflussen, sind als Verunreinigungen zu betrachten und tunlichst zu vermeiden. . up

3Die Zusammensetzung der Legierungen .und die Temperaturen der Warmbehandlung können weitgehend variiert werden. Bestimmte Zahlen sind, nur als Beispiele gegeben worden. Die Anwendungsniöglich- ¹¹S keiten der.Legierungen sind ebenfalls nicht auf die gegebenen. Beispiele beschränkt. Sie können auf den verschiedensten Gebieten Anwendung ifinden, wo ihre charakteristischen Eigenschaften "von Vorteil sind,

Bei'der ersten Warmbehandlung' auf 860 ° C kann die Legierung· durch Luft gekühlt und

dann durch Altern gehärtet werden. Die Kühlung muß iri" diesem Falle so schnell vor sich gehen, daß die Bildung beträchtlicher Mengen einer Verbindung aus Pd und Cu im Verhältnis ihrer Atomgewichte vermieden wird. Es wurde auch gefunden, daß langsames Abkühlen der Legierungen innerhalb des härtbaren Bereiches eine Steigerung ihrer elektrischen Leitfähigkeit bewirkt. Legierungen mit 40 % Pd und 5 bis 20 % Cu, Rest Silber, eignen sich besonders hierfür.

Claims

Patentansprüche:

i. Legierungen aus Palladium, Kupfer und Silber, gekennzeichnet durcH nachstehende Zusammensetzung: 25 bis 65 °/₀ Palladium, 1 bis 60% Kupfer und 1 bis 74% Silber (Feld K-L-M-N-O der Abb. 1).
2. Legierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung entsprechend dem Felde P-L-.M-Q der Abb. 1.
3. Legierung nach Anspfuch 1, gekennzeichnet durch eine Zusammensetzung entsprechend dem Felde F-G-H-I der Abb. 4.
4. Verfahren zur Steigerung der plastischen Verformbarkeit von Legierungen nach Anspruch 1 bis 3 in der Kälte, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungen auf eine Temperatur oberhalb 700⁰ C, jedoch unterhalb ihres Schmelzpunktes, erhitzt und von dieser Temperatur schnell (in Luft oder Wasser) abgekühlt werden.
5. Verfahren zur Steigerung der Härte von Legierungen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungen auf eine Temperatur oberhalb 700 ° C, jedoch unterhalb ihres Schmelzpunktes, erhitzt, von dieser Temperatur rasch abgekühlt und bei 350 bis 550° C gealtert werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungen von der Alterungstemperatur langsam abgekühlt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen