DE69408818T2

DE69408818T2 - Legierung auf Kupferbasis

Info

Publication number: DE69408818T2
Application number: DE69408818T
Authority: DE
Inventors: Setsuo Kaneko; Kazuhiko Kobayashi; Sadao Sakai; Kazuaki Yajima
Original assignee: Kitz Corp
Current assignee: Kitz Corp
Priority date: 1994-01-17
Filing date: 1994-12-23
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2014-12-24
Also published as: EP0663452A3; US5507885A; EP0663452B1; KR950032668A; TW306935B; DE69408818D1; EP0663452A2; CN1116244A; PL306733A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Legierung auf Kupferbasis und besonders auf entzinkungs-festes Messing, das sich durch verschiedene Eigenschaften auszeichnet, z.B. Widerstand gegen Entzinkung, Warmschmiedbarkeit und Maschinenbearbeitbarkeit, und das dazu die Verwendung in der Umgebung einer korrosiven wäßrigen Lösung toleriert.
Generell ist Pb-haltiges Messung aufgrund seiner exzellenten Qualität, die sich in Warmschmiedbarkeit und Maschinenbearbeitbarkeit manifestiert, in die extensive Nutzung übernommen. Nichts desto weniger besteht ein Nachteil darin, in der Umgebung einer korrosiven wäßrigen Lösung zur Entzinkung zu neigen. Aufgrund dieses Nachteils wird es nur für eingeschränkte Zwecke verwendet.
Einige der Arten von entzinkungsfestem Messing, die derzeit verwendet worden sind, weisen keine zufriedenstellende Festigkeit gegen Entzinkung auf, und andere fordern verschiedene Aufgaben, z.B. jungfräuliche Zusammensetzung, welche die Verwendung teurer Rohmateriale notwendig macht, um die Menge von Verunreinigungen, die aufgrund des technischen Standards bei der Legierungsproduktion enthalten sind, so umfassend wie möglich zu vermindern.
Die Erfindung wurde in Verbindung mit den oben genannten Aufgaben entwickelt, und ihr Ziel ist eine Legierung auf Kupferbasis, die sich in verschiedenen Eigenschaften auszeichnet, z.B. dem Widerstand gegen Entzinkung, Warmschmiedbarkeit und Maschinenbearbeitbarkeit.
Aus der DE-A- 42 33 668 ist es bei einer korrosionsbeständigen Legierung auf Kupferbasis bekannt, daß sie die folgende Zusammensetzung hat: 61,0 bis 65,0 Gew.-% Cu, 1,0 bis 3,5 Gew.-% Pb, 0,7 bis 1,2 Gew.-% Sn, 0,2 bis 0,7 Gew.-% Ni, 0,03 bis 0,4 Gew.-% Fe, 0,02 bis 0,1 Gew.-% Sb und 0,04 bis 0,15 Gew.-% P mit übrigen Anteilen Zn und kombinierten Verunreinigungen.
Nach der vorliegenden Erfindung aber enthält eine Legierung auf Kupferbasis:
59,0 bis 63,0 Gew.-% Cu,
0,5 bis 4,5 Gew.-% Pb,
0,05 bis 0,25 Gew. -% P,
0,05 bis 0,30 Gew.-% Ni,
optional 0,5 bis 2,0 Gew.-% Sn und
optional 0,02 bis 0,15 Gew. -% Ti, so daß die α + β Struktur uniform fein unterteilt ist,
und übrigen Anteile Zn und unvermeidbare Verunreinigungen.
Die Erfindung wird aus ihrer folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen besser zu verstehen sein.
Fig. 1 ist ein Diagramm, daß das Verhältnis zwischen den Anteilen von P in herkömmlichen Legierungen auf Kupferbasis nach Tabelle 1 und den Entzinkungsverhältnissen der Legierungen zeigt,
Fig. 2 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen den Anteilen von Sn in herkömmlichen Legierungen auf Kupferbasis nach Tabelle 2 und den Entzinkungsverhältnissen der Legierungen zeigt,
Fig. 3 ist eine Mikrofotografie (200fach) der Struktur eines Barrens eines herkömmlichen Warmschmiededraht-Messungs [Japanischer Industriestandard (JIS) C3771],
Fig. 4 ist eine Mikrofotografie, die die Struktur eines Barrens einer Legierung auf Kupferbasis nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt,
Fig. 5 ist eine Mikrofotografie, die die Struktur eines Barrens einer Legierung auf Kupferbasis nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt,
Fig. 6 ist eine Mikrofotografie (300fach) der Mikrostruktur eines herkömmlichen Warmschmiedegrad-Messings (JIS C3771),
Fig. 7 ist eine Mikrofotografie (200fach) der Mikrostruktur einer Legierung auf Kupferbasis nach der ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 8 ist eine Mikrofotografie (200fach) der Mikrostruktur einer Legierung auf Kupferbasis nach der zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung,
Fig. 9 ist eine Mikrofotografie (50fach) eines entzinkten Teils eines herkömmlichen Warmschmiedegrad-Messings (JIS C3771), das in einem Test nach einem Verfahren der International Organization for Standard (ISO)-5609 gewonnen wurde,
Fig. 10 ist eine Mikrofotografie (200fach) eines entzinkten Teils einer Legierung auf Kupferbasis nach der ersten oder zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung, der in einem Test nach dem ISO-5609-Verfahren gewonnen wurde,
Fig. 11 ist eine Mikrofotografie (50fach) eines entzinkten Teils eines herkömmlichen Maschinengrad-Messings (JIS C3604), das in einem Test nach dem ISO- 6509-Verfahren gewonnen wurde,
Fig. 12 ist eine Mikrofotografie (200fach) eines entzinkten Teils der Probe Nr. 17 und Nr.18 nach dritten oder vierten bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung, die in einem Test nach dem ISO-6509-Verfahren gewonnen wurden,
Fig. 13 ist eine Mikrofotografie (200fach) der Struktur eines herkömmlichen Maschinengrad-Messings (JIS C3604),
Fig. 14 ist eine Mikrofotografie (200fach) der Struktur eines Messingstabs nach der dritten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung und
Fig. 15 ist eine Mikrofotografie (200fach) der Struktur eines Messingstabs nach der vierten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung.
Cu: Der Widerstand gegen Entzinkung verbessert sich proportional mit dem ansteigenden Gehalt von Cu. Weil Cu einen höheren Preis pro Einheit hat als Zn, ist es nötig, den Cu-Gehalt auf ein niedriges Niveau zu drücken. In Verbindung mit dem P-Gehalt, d.h. einem zu dem Zweck inkorporierten Element, den Widerstand gegen Entzinkung zu verbessern, wie anschließend im einzelnen beschrieben wird, benötigt die Erfindung den Cu-Gehalt, um einen zufriedenstellenden Widerstand gegen Entzinkung zu bieten, der im Bereich von 59,0 bis 63,0 Gew.-% liegt. Die erste und zweite bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung spezifizieren den Cu-Gehalt im Bereich von 59,0 bis 62,0 Gew.-%, vorzugsweise von 60,5 bis 61,5 Gew.-%, um der produzierten Legierung verbesserte Warmschmiedbarkeit mitzugeben. Die dritte und vierte bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung spezifizieren den Cu-Gehalt im Bereich von 61,0 bis 63,0 Gew.-%, vorzugsweise von 62,2 bis 62,6 Gew.-%.
Pb: Die Legierung auf Kupferbasis dieser Erfindung inkorporiert Pb zum Zwecke verbesserter Maschinenbearbeitbarkeit. Wenn der Pb-Gehalt nicht größer als 0,5 Gew.-% ist, wird die Maschinenbearbeitbarkeit der produzierten Legierung mangelhaft sein. Wenn dieser Gehalt im Gegenteil übermäßig groß ist, weist die produzierte Legierung Mängel in der Zugfestigkeit, Dehnung und Schlagzähigkeit auf Die Erfindung benötigt, daß der Pb-Gehalt im Bereich von 0,5 bis 4,5 Gew.-% liegt. In der ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung beträgt der Pb-Gehalt vorzugsweise zwischen 1,6 und 2,4 Gew.-%. Die dritte und vierte bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung spezifizieren den Pb-Gehalt im Bereich von 2,0 bis 4,5 Gew.-%, vorzugsweise von 2,1 bis 4,2 Gew.-%.
P: Die Legierung nach dieser Erfindung inkorporiert P zum Zweck verbesserten Widerstands gegen Entzinkung. Tatsächlich verbessert sich der Widerstand gegen Entzinkung proportional zum steigenden P-Gehalt, wie in Fig. 1 und Tabelle 1 unten gezeigt. Weil ein Teil des inkorporierten P bestimmt ist, als harte und spröde Cu&sub3;P- Phase in der produzierten Legierung zu bestehen, ist es nötig, den P-Gehalt auf einen niedrigen Level zu drucken. Die Erfindung verlangt für einen zufriedenstellenden Widerstand gegen Entzinkung, ohne die Warmschmiedbarkeit nachteilig zu beeinflussen, einen P-Gehalt im Bereich von 0,05 bis 0,25 Gew.-%. In der ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung beträgt der P-Gehalt vorzugsweise zwischen 0,07 und 0,10 Gew.-%. In der dritten und vierten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung beträgt der P-Gehalt vorzugsweise 0,07 bis 0,2 Gew.-%. Tabelle 1
Die in Tabelle 1 gezeigten Proben waren Gußproben mit Cu-, Pb-, Ni-, Ti- und Zn- Anteilen in ungefähr festgelegten Mengen.
Der Entzinkungs-Test wurde in Übereinstimmung mit dem ISO-6509-Verfahren unter notwendigen Modifikationen durchgeführt.
Sn: Die Erfindung benötigt einen optionalen Sn-Anteil im Bereich von 0,5 bis 2, Gew.-%. Die Legierungen der ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung inkorporieren Sn zum Zwecke verbesserten Widerstands gegen Entzinkung. Tatsächlich ist der Widerstand gegen Entzinkung in Proportion zu steigendem Sn-Gehalt verbessert, wie Fig. 2 und Tabelle 2 unten zeigen. Weil Sn einen höheren Preis pro Einheit hat als Zn, ist es aber nötig, den Sn-Gehalt so weit wie möglich zu unterdrücken, um die Rohstoffkosten gering zu halten. In Verbindung mit Cu und P, d.h. Elementen, die Entzinkung unterdrücken, beträgt der Sn-Gehalt für äußerst vorteilhaften Widerstand gegen Entzinkung in der ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorzugsweise zwischen 1, und 1,5 Gew.-%. Tabelle 2
Die in Tabelle 2 gezeigten Proben waren Gußproben mit Cu-, Pb-, Ni-, Ti- und Zn- Anteilen in ungefähr festgelegten Mengen.
Der Entzinkungstest wurde in Übereinstimmung mit dem oben genannten ISO- Verfahren durchgeführt.
Ni: Wenn Ni überhaupt in einer Legierung inkorporiert ist, manifestiert es direkt den Effekt, Entzinkung zu widerstehen. Es ist außerdem in der Lage, die Struktur der Legierung in Form eines Barrens feinkörnig werden zu lassen und die Feinkörnigkeit der α+β Phase anzugleichen. Nachdem die Legierung den folgenden Verarbeitungsschritten, z.B. Extrusion und Gießen ausgesetzt worden ist, ist das Ni gleichförmig fein in der Legierung dispergiert und in der Lage, wirkungsvollen Widerstand gegen Entzinkung zu bieten. Die Erfindung benötigt einen Ni-Gehalt im Bereich von 0,05 bis 0,30 Gew.-%. In der ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung beträgt der Ni-Gehalt vorzugsweise 0,05 und 0,10 Gew.-%. In der dritten und vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Ni-Gehalt vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,15 Gew.-%.
Ti: Die Erfindung benötigt einen optionalen Ti-Gehalt im Bereich von 0,02 bis 0,15 Gew.-%, so daß die α+β Struktur gleichmäßig feinkörnig ist. Die Legierungen der zweiten und vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung inkorporieren Ti zu dem Zweck, eine synergistische Kooperation des Ni mit Ti zu ermöglichen, um den Effekt, die β-Phase gleichmäßig feinkörnig zu teilen, zu bewirken. Sowohl in der zweiten als auch in der vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Ti-Gehalt vorzugsweise zwischen 0,02 und 0,8 Gew.-%.
Die Feinteilung der Struktur eines Barrens, der durch inkorporiertes Ni und Ti bewirkt ist, wird in Mikrofotografien gezeigt. Fig. 3 ist eine Mikrofotografie der Struktur eines Barrens eines herkömmlichen Messings nach JIS C3771 und Fig. 4 eine Mikrofotografie der Struktur eines Barrens einer Legierung auf Kupferbasis nach der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einem Kupfergehalt von 60,5 Gew.-%, Pb 2,1 Gew.-%, P 0,10 Gew.-%, Sn 1,2 Gew.-% und Ni 0,12 Gew.-%. Fig. 5 ist eine Mikrofotografie der Struktur eines Barrens einer Legierung auf Kupferbasis nach der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einem Kupfergehalt von 60,5 Gew.-%, Pb 2,1 Gew.-%, P 0,10 Gew.- %, Sn 1,2 Gew.-%, Ni 0,20 Gew.-% und Ti 0,06 Gew.-%.
Fig. 6 ist eine Mikrofotografie (300fach) der Mikrostruktur einer herkömmlichen Legierung nach JIS C3771, Fig. 7 ist eine Mikrofotografie (200fach) der Mikrostruktur der Legierung der ersten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung und Fig. 8 ist eine Mikrofotografie (200fach) der Mikrostruktur der Legierung der zweiten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung.
Die unvermeidlichen Verunreinigungen, die in der Legierung aufgrund des technischen Standards enthalten sind, enthalten z.B. Fe. Die Legierung nach dieser Erfindung toleriert die Anwesenheit dieser unvermeidlichen Verunreinigungen bis zu einem insgesamten Anteil von 0,8 Gew.-%. Dieser obere Grenzwert fällt generell in den Bereich, der durch die 315 spezifiziert ist. Solange die Legierung entsprechend dem Procedere, das allgemein bei der Produktion von Messing angenommen worden ist, produziert wird, kann dieser obere Grenzwert ohne spezielle Maßnahmen erfüllt werden. Das Einhalten dieses oberen Grenzwerts trägt auch dazu bei, die Rohstoffkosten auf ein niedrigeres Niveau zu drücken.
Die Legierung dieser Erfindung wird z.B. durch ein Verfahren hergestellt, das die Vorbereitung eines Barrens mit der oben genannten Zusammensetzung enthält, die Extrusion des Barrens, Ziehen und Warmschmieden bei einer Temperatur von 700 ºC und Wärmebehandeln des gezogenen, geschmiedeten Stabs zum gründlichen Entfernen interner Spannungen aus dem Produkt.
Arbeitsbeispiele der Verwendung der Legierung auf Kupferbasis nach dieser Erfindung werden unten beschrieben.
Zuerst werden die Arbeitsbeispiele der ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung zusammen mit den Testbeispielen und den Vergleichsbeispielen unten zitiert werden. In diesen Arbeitsbeispielen können Warmschmiedegrade, entzinkungsfeste Messingwerkstoffe gewonnen werden, die sich besonders durch Korrosionsfestigkeit und Warmschmiedbarkeit auszeichnen, wie im folgten gezeigt wird.
Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse eines Tests der Warmschmiedbarkeit und eines Tests der Entzinkung. Die darin gezeigten Beispiele wurden unverändert nach dem zuvor genannten bekannten Verfahren hergestellt, speziell durch Extrusion eines Barrens von 250 mm im Durchmesser in einen Stab von 24 mm Durchmesser bei einer Extrusionstemperatur von 700 ºC, wobei dieser Stab mit einem Querschnittabnahmeverhältnis von 10 % gezogen und der gezogene Stab bei einer Temperatur von 720 ºC formgeschmiedet wurde. Die Proben wurden unter einem Stereomikroskop in 10 Vergrößerungen betrachtet, um ihre jeweilige Warmschmiedbarkeit zu bestimmen. Die Warmschmiedbarkeit wurde im Vergleich mit einem Standardwarmschmiedegrad Messingwerkstoff (Probe Nr. 1) in Übereinstimmung mit JIS C3771 ausgewertet und auf der Zweipunktskala eingetragen, wobei die Markierung "0" für Warmschmiedbarkeit gleich der des Standards steht und die Markierung "X" für Warmschmiedbarkeit geringer als der des Standards.
Die aus der Schmiedebehandlung gewonnenen Proben wurden in einem Elektroofen bei vorgeschriebener Temperatur ftir eine vorgeschriebene Zeit wärmebehandelt, um interne Spannungen aus den geschmiedeten Proben zu entfernen, und auf Entzinkung getestet. Die Wärmebehandlung wurde z.B. unter den Bedingungen 475 ºC für 5,0 Stunden durchgeführt.
Der Entzinkungstest wurde durchgeführt, indem ein gegebenes Teststück in 2,5 ml einer 1 %igen wäßrigen CuCl&sub2;-Lösung pro mm² Probenoberfläche eingetaucht wurde, wobei es der Lösung bei 75 ± 3 ºC im ISO-6509-Verfahren zu Entzinkung ausgesetzt wurde, und in dem dann die durch Entzinkung entfernte Tiefe des Teststücks gemessen wurde.
Die Ergebnisse dieses Tests wurden auf der Dreipunkte-Skala bewertet, wobei das Zeichen " " für eine Abtragtiefe von nicht mehr als 75 µm, das Zeichen "0" für eine Abtragtiefe von zwischen 75 und 200 µm und das Zeichen "X" für eine Abtragtiefe von nicht weniger als 200 µm steht. Tabelle 3
Probe Nr. 1 stellte sich als mangelhaft bezüglich des Widerstandes gegen Entzinkung heraus, weil es einen niedrigen Cu-Gehalt hatte und weder P noch Ni enthielt. Proben Nr.2 bis 4 waren bezüglich Warmschmiedbarkeit mangelhaft, weil ihre Verhältnisse des Cu-Gehalts zum P-Gehalt derart waren, daß sie entgegengesetzte Effekte auf die Warmschmiedbarkeit hatten. Probe Nr. 5 stellte sich als leicht mangelhaft in bezug auf Widerstand gegen Entzinkung heraus, weil sie kein Sn enthielt. Probe Nr. 6 stellte sich als mangelhaft bezüglich Widerstand gegen Entzinkung heraus, weil sie kein P enthielt. Proben Nr. 11 bis 13 stellten sich als mangelhaft in bezug auf Widerstand gegen Entzinkung heraus, weil sie niedrige Cu-Gehalte aufwiesen. Proben Nr. 7 bis 10 stellten sich als herausragend sowohl bezüglich Warmschmiedbarkeit als auch bezüglich Widerstand gegen Entzinkung heraus.
Fig. 9 ist eine Mikrofotografie (50fach) eines entzinkten Teils, das in einem herkömmlichen Warmschmiedegrad-Messing (JIS C3771) in einem Test nach dem ISO-6509-Verfahren gebildet wurde. Diese Mikrofotografie zeigt ein entzinktes Teil 1 einer Tiefe von ungefähr 1.100 µm.
Fig. 10 ist eine Mikrofotografie (200fach) eines entzinkten Teils, das aus einem entzinkungsfestem Schmiedegrad-Messung dieser Erfindung in einem Test mit dem ISO-6509-Verfahren gebildet wurde. Diese Mirkofotografie zeigt ein entzinktes Teil 2 einer Tiefe von ungefähr 22,5 µm. Diese Entzinkungstiefe zeigt, daß das Messing einen hervorragenden Widerstand gegen Entzinkung aufwies.
Aus den Testergebnissen oben wird deutlich, daß die Legierungen auf Kupferbasis nach der ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung breite Verwendung in solchen Maschinen und deren Teilen finden werden, die verantwortlich sind, auf das Problem der Entzinkung zu treffen, z.B. Stößel, Ventilsitze, Scheiben und andere Ventilteile, Baustoffe, elektrische und Maschinenteile, Schiffsteile, Warmwasserversorgungsvorrichtungen und andere ähnliche Warmwasservorrichtungen sowie Seewasserrohre.
Es werden nun die Arbeitsbeispiele der dritten und vierten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung zusammen mit Testbeispielen und Vergleichsbeispielen behandelt werden. In diesen Arbeitsbeispielen können entzinkungsfeste Maschinengrad-Messingwerkstoffe gewonnen werden, die sich besonders durch Korrosionswiderstand und Maschinenbearbeitbarkeit auszeichnen, wie im folgenden gezeigt wird.
Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse eines Tests der Maschinenbearbeitbarkeit und eines Entzinkungstests.
Die in den Tests verwendeten Proben waren allesamt durch Extrusion eines Strangs von 250 mm Durchmesser in einen Stab von 20 mm Durchmesser bei einer Extrusionstemperatur von 700 ºC, Ziehen des Stabes mit einem Querschnittsverminderungsverhältnis von 20 % und anschließendem Wärmebehandeln des gezogenen Stabs bei 450 ºC zum gründlichen Beseitigen interner Spannungen aus der Probe gewonnen worden. Der Test der Maschinenbearbeitbarkeit wurde mit jeder Probe nach einem feststehenden Verfahren durchgeführt. Die Ergebnisse dieses Tests wurden auf der Zweipunktskala bewertet, wobei das Zeichen "0" für eine Probe steht, die feingeteilte Späne bei der Schneidbehandlung produzierte und das Zeichen "X" für eine Probe steht, die Bandspäne produzierte.
Der Entzinkungstest wurde durch Eintauchen eines gegebenen Teststücks in 2,5 ml einer 1 %igen wäßrigen CuCl&sub2;-Lösung pro mm² Probenoberfläche durchgeführt, wobei die Probe der Lösung bei 75 ± 3 ºC entsprechend dem ISO-6509-Verfahren zur Entzinkung ausgesetzt wurde, und in dem dann die Abtragtiefe des Teststücks aufgrund Entzinkung gemessen wurde. Die Ergebnisse dieses Tests wurden auf der Dreipunktskala bewertet, wobei das Zeichen "0" für eine Abtragtiefe von nicht mehr als 75 µm, das Zeichen "0" für eine Abtragtiefe von zwischen 75 und 200 µm und das Zeichen "X" für eine Abtragtiefe von nicht weniger als 200 µm steht. Tabelle 4
Probe Nr. 14 in Tabelle 4 war ein Mschinengrad-Messingwerkstoff des Typs JIS C3604 und stellte sich als mangelhaft in bezug auf Widerstand gegen Entzinkung heraus, weil es einen niedrigen Kupfergehalt aufwies und kein P inkorporiert hatte. Fig. 11 ist eine Mikrofotografie (50fach) eines entzinkten Teils, der in Probe Nr. 14 in einem Test nach dem ISO-6509-Verfahren gebildet wurde. Diese Mikrofotografie zeigt einen entzinkten Teil 1 von einer Tiefe von ungefähr 1100 µm. Probe Nr.15 stellte sich als mangelhaft in bezug auf Maschinenbearbeitbarkeit heraus, weil sie einen großen Cu-Gehalt aufwies. Proben Nr. 16 und 20 stellten sich als mangelhaft bezüglich Entzinkungswiderstand heraus, weil sie kein P inkorporiert hatten. Probe Nr. 21 stelle sich als mangelhaft bezüglich Widerstand gegen Entzinkung heraus, weil sie einen niedrigen Cu-Gehalt aufwies.
Proben Nr. 17, 18 und 19 nach dieser Erfindung stellten sich als herausragend bezüglich Maschinenbearbeitbarkeit und Widerstand gegen Entzinkung heraus. Fig. 12 ist eine Mikrofotografie (200fach) eines entzinkten Teils der in Probe Nr. 17, 18 und 16 in einem Test nach dem ISO-6509-Verfahren gebildet wurde. Diese Mikrofotografie zeigt einen entzinkten Teil 2, einer Tiefe von nur ungefähr 20 µm. Diese Tatsache zeigt, daß diese Proben ebenfalls in bezug auf Widerstand gegen Entzinkung herausragend waren.
Fig. 13 ist eine Mikrofotografien (200fach) der Struktur der Probe Nr. 14, einem herkömmlichen Werkstoff, wie in Tabelle 4 verzeichnet ist. Fig. 14, die eine Mikrofotografie (200fach) der Struktur eines Messingstabs nach der dritten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung ist, zeigt, daß die Struktur des Barrens feinkörnig war.
Es ist nachgewiesen worden, daß in der Legierung auf Kupferbasis nach der vierten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung, der Zugabe von 0,05 bis 0,30 Gew.-% Ni, 0,02 bis 0,15 Gew.-% Ti, 61,0 bis 63,0 Gew.-% Cu, 2,0 bis 4,5 Gew.-% Pb und 0,05 bis 0,25 Gew.-% P, zu weiterer Feinkörnigkeit der Struktur des Barrens beiträgt und den Widerstand gegen Entzinkung weiter erhöht, wie in der Mikrofotografie (200fach) eines Messingstabs in Fig. 15 gezeigt.
Aus obigen Testergebnissen oben wird deutlich, daß die Legierungen auf Kupferbasis nach der dritten und vierten bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung breite Verwendung in solchen Maschinen und deren Teilen finden werden, die verantwortlich sind, auf das Problem der Entzinkung zu treffen, z.B. Stößel, Ventilsitze, Scheiben und andere Ventilteile, Baustoffe, elektrische und Maschinenteile, Schiffsteile, Warmwasserversorgungsvorrichtungen und andere ähnliche Warmwasservorrichtungen sowie Salzwasserrohre.
Die erste und zweite bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung gestatten daher die Gewinnung einer Legierung auf Kupferbasis, die die ausgezeichnete Warmschmiedbarkeit und den ausgezeichneten Widerstand gegen Entzinkung eines Pb-haltigen Messings zeigt und offensichtliche Vorzüge wie niedrige Materialkosten und hohe Wirtschaftlichkeit manifestiert. Die dritte und vierte bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung gestatten das Gewinnen einer Legierung auf Kupferbasis, die die exzellente Maschinenbearbeitbarkeit und den exzellenten Widerstand gegen Entzinkung eines Pb-haltigen Messings zeigt und offensichtliche Vorzüge wie niedrige Materialkosten und hohe Wirtschaftlichkeit manifestiert.

Claims

1. Legierung auf Kupferbasis mit:

59,0 bis 63,0 Gew.-% Cu,

0,5 bis 4,5 Gew.-%Pb,

0,05 bis 0,25 Gew.-% P,

0,05 bis 0,30 Gew.-% Ni,

optional 0,5 bis 2,0 Gew.-% Sn, und

optional 0,02 bis 0,15 Gew.-% Ti, so daß die α+β-Struktur gleichförmig feinkörnig ist,

übrige Anteile Zn und unvermeidliche Verunreinigungen.

2. Legierung auf Kupferbasis nach Anspruch 1, wobei der Cu-Gehalt im Bereich von 59,0 bis 62,0 Gew.-% liegt.

3. Legierung auf Kupferbasis nach Anspruch 2, wobei der Cu-Gehalt im Bereich von 60,5 bis 61,5 Gew.-% liegt.

4. Legierung auf Kupferbasis nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Pb-Gehalt im Bereich von 1,6 bis 2,4 Gew.-% liegt.

5. Legierung auf Kupferbasis nach einem der Anspruche 2 bis 4, wobei der P- Gehalt im Bereich von 0,07 bis 0,10 Gew.-% liegt.

6. Legierung auf Kupferbasis nach einem der Anspruche 2 bis 5, wobei der Ni- Gehalt im Bereich von 0,05 bis 0,10 Gew.-% liegt.

7. Legierung auf Kupferbasis nach einem der Anspruche 2 bis 6, wobei der Sn- Gehalt im Bereich von 1,0 bis 1,5 Gew.-% liegt.

8. Legierung auf Kupferbasis nach einem der Anspruche 2 bis 7, wobei der Ti- Gehalt im Bereich von 0,02 bis 0,08 Gew.-% liegt.

9. Legierung auf Kupferbasis nach Anspruch 1, wobei der Cu-Gehalt im Bereich von 61,0 bis 63,0 Gew.-% liegt.

10. Legierung auf Kupferbasis nach Anspruch 9, wobei der Cu-Gehalt im Bereich von 62,2 bis 62,6 Gew.-% liegt.

11. Legierung auf Kupferbasis nach Anspruch 9 oder 10, wobei der Pb-Gehalt im Bereich von 2,0 bis 4,5 Gew.-% liegt.

12. Legierung auf Kupferbasis nach Anspruch 11, wobei der Pb-Gehalt im Bereich von 2,1 bis 4,5 Gew.-% liegt.

13. Legierung auf Kupferbasis nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der P- Gehalt im Bereich von 0,07 bis 0,2 Gew.-% liegt.

14. Legierung auf Kupferbasis nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei der Ni- Gehalt im Bereich von 0,05 bis 0,15 Gew.-% liegt.

15. Legierung auf Kupferbasis nach einem der Anspruche 9 bis 14, wobei der Ti- Gehalt im Bereich von 0,02 bis 0,08 Gew.-% liegt.