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Verwendung von Zinklegierungen Es besteht in hohem Maß das Bedürfnis,
Messingpreß- und -walzfabrikate durch hochwertige Zinklegierungen zu ersetzen. Hierfür
können die Legierungen, die in erster Linie für Guß- und Spritzgußzwecke entwickelt
sind, d. h. Legierungen mit etwa 4'/0 Aluminium, einem Kupfergehalt von o,8 bis
2,5 % bzw. Legierungen mit 3 bis 5 % Aluminium und einem geringen
Magnesiumgehalt nur in ganz beschränktem Umfang verwendet werden. Derartige Legierungen
lassen sich nämlich allenfalls noch zu Stangen, nur schwer aber zu Profilen wirtschaftlich
verarbeiten, da ihr Knetvermögen zu gering ist. Beispielsweise ermöglicht eine Legierung
mit i °/o Kupfer und 4. % Aluminium, Rest Zink beim Pressen eines scharfkantigen
Bandes von etwa 5 X 241-nm Querschnitt eine Preßgeschwindigkeit von 5 bis 8 m pro
Minute. Bei 58er Messing beträgt die mögliche Preßgeschwindigkeit dagegen 35 bis
40 m pro Minute. Ein ähnliches Verhältnis besteht auch beim Walzen und Ziehen.
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Es sind nun zwar auch Zinklegierungen mit höherem Aluminiumgehalt
bekanntgeworden, bei denen die Preßfähigkeit zum Teil besser ist. So schlägt die
amerikanische Patentschrift 1540 oo6 Legierungen mit etwa 1o bis 2o % Aluminium
und 2 bis 8 °% Kupfer vor, die auch für Warmpreßzwecke geeignet sein sollen. In
der Tat lassen sich bei Erhöhung des Aluminiumgehaltes auf etwa zo bis
15 % Preßgeschwindigkeiten von etwa 5o m pro Minute erlangen. Selbst unter
Zusatz von 2 % Kupfer reichen jedoch die mechanischen Werte dieser Legierungen
noch nicht aus, um als vollwertiger Ersatz für Messing zu dienen. Sie besitzen nämlich
Festigkeiten von 35 bis 38 kg pro Quadratmillimeter; Zahlen, die in Übereinstimmung
mit den früher gefundenen Werten liegen, da auch hier Festigkeiten von
55 ooo pounds per squ. Inch gefunden sind, was 38,5 kg pro Ouadratmillimeter
entspricht.
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Gegenstand der Erfindung ist nun die Verwendung einer Legierung mit
etwa to bis 15 % Aluminium, 1,5 bis q. °/o Kupfer sowie 0,01
bis 0,04 9, Magnesium, Rest Feinzink mit mindestens 99,98 °/o Zinkgehalt zur Herstellung
von gepreßten Gegenständen, insbesondere auch gepreßten Profilen. .
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Diese Legierung unterscheidet sich in zwei Punkten von dem bekannten
Stand der Technik. Einmal ist für die guten Eigenschaften
der Reinheitsgrad
des verwendeten-Zinks von hoher Bedeutung. Gerade die oben angezogenen früheren
Vorschläge lassen- bis 1,5 0/0 an Verunreinigungen von Blei und Cadmium zu. Demgegenüber
ist es von überragender praktischer Wichtigkeit, ein von diesen Verunreinigungen
so weitgehend freies Feinzink zu verwenden, daß nicht mehr als höchstens 0,01 %
jeweils an Pb, Cd oder Sn anwesend ist. Nur auf diese Weise gelingt es; die Dauerhaftigkeit
der guten mechanischen Eigenschaften sicherzustellen, während selbst die geringsten
Mehrgehalte an Blei und Cadmium die Korrosionsbeständigkeit stark beeinträchtigen.
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Der zweite Unterschied bezieht sich auf den Magnesiumgehalt. Erst
der Zusatz von o,oi bis o,o40,ta, vorzugsweise o,020/0, setzt die Zugfestigkeit
des gepreiten Materials so weit herauf, daß es nunmehr auch als Ersatz für Messing
verwendet werden kann. Eine Legierung mit io °/0 Aluminium, 2 °/o Kupfer und o,02
0j0 Magnesium zeigt Zugfestigkeiten von 49 kg pro Quadratmillimeter bei einer Härte
von 116 kg pro Quadratmillimeter. Gleichzeitig ist die Korrosionsbeständigkeit weiter
gewachsen.
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Nachfolgende Ergebnisse zeigen die Vorteile noch deutlicher. Hierbei
wurden Bänder mit einem Ouerschnitt von 6 X 24 min bei 28o° gepreit. Die ausgefrästen
Probestäbe hatten in der Meßlänge Querschnitte von 6 X 16 mm. Die Legierung selbst
war aus Feinzink mit 99,99 °/0 Zink, io °/0 Aluminium und a % Kupfer, einmal ohne,
einmal mit dem beanspruchten und zuletzt mit einem über die Grenze des beanspruchten
Magnesiumgehaltes hinausgehenden Zusatz an Magnesium. In der Zahlentafel selbst
bedeuten: G: Glühung; 5 Stunden bei 300 °, A: Anlassen, io Tage bei 95° C, K: Korrosion
in Wasserdampf, io Tage bei 95° C.
| t' Dehnung. Härte Bin- |
| Legierung Behandlunen Zug- |
| Zusammensetzungen - festigleeit H io;5oo/3o schnürung. |
| Nr. - -I 2 hh!mm= !'!" 1.;;mm1 1o Al, 2 Cu _..
- 38;5 23,1 84 70 |
| desgl. G - 31,4 2o,1 85 53 |
| desgl. - A 29,5 28,o 62 63 |
| desgl. G A 28,3 23,3 69 51 |
| desgl. - K 27,9 18,8 33 |
| desgl. G K 27,6 24,1 - 35 |
| 2 1o Al, 2 Cu - - 49,6 7,0 116 23 |
| 0,02 Mg G - 4o,8 13,1 98 42 |
| desgl. A 36,o 17,o 82 29 |
| desgl. G A 33,6 18,5 79 39 |
| desgl. - K 38,6 14,3 27 |
| desgl. G K 36,2 17,8 50 |
| 3 1o Al, 2 Cu - - 49,2 8,1 117 40 |
| 0,05M9 G - 4o,2 12,4 104. 33 |
| desgl. - A 36,3 16,9 82 29 |
| desgl. G A 32,8 16,5 75 34 |
| desgl. _ - K 33,6 5,0 2 |
| desgl. G K 31,8 2,1 3 |
Hieraus ergibt sich, daß ohne Magnesium-Behalt die Zugfestigkeiten und Härten bedeutend
absinken. Mit dembeanspruchten Magnesiumgehalt steigen diese Eigenschaften bedeutend.
Bei überhöhung des Magnesiumgehaltes ist zwar die Festigkeit noch gut, Dehnung und
Einschnürung sinken aber besonders in der Korrosion so stark ab, daß die praktische
Brauchbarkeit nicht mehr gegeben ist.
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Es ist zwar auch schon früher vorgeschlagen, bei den Zinklegierungen
mit den gleichen Gehalten an Aluminium und Kupfer Desoxydationsmittel, unter denen
auch Ma= gnesium genannt ist, zu verwenden. Nicht bekannt war aber, däß nicht die
reinigende Wirkung des Magnesiums bedeutende Verbesserungen erzielt, sondern sein
Zusatz als Legierungskomponente in ganz bestimmtem, eng begrenztem Umfang. Würde
man nämlich an Stelle des Magnesiums andere Desoxydationsmittel, wie Mangan und
Titan,
wählen, die gleichzeitig vorgeschlagen waren, so würde man
keine Steigerung der Festigkeit über ,4o kg pro Ouadratmillimeter finden.
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Ferner sind schon Legierungen bekannt, die aus bis zu 15 °% Aluminium
und Kupfer, bis zu 0,3 °/o Magnesium, Rest Zink mit hoher Reinheit bestehen.
Hierbei handelt es sich aber um Werkstoffe, die ausschließlich für Gußzwecke Verwendung
finden sollen.