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Zinklegierung Zusatz zum Patent 675 385 Die Erfindung betrifft
eine weitere Ausgestaltung der durch das Hauptpatent geschützten zerspanbaren Zinkknetlegierung.
Die bekannte Legierung, die sich insbesondere für die Bearbeitung auf Automaten
eignet, enthält neben Zink als Rest die Legierungsbestandteile Kupfer, Mangan und
Wismut, und zwar ist das Kupfer in einer Menge von a bis 5 %, das Mangan von o,
i bis i,o0,lo und das Wismut ebenfalls von o,i bis i,oo/o vorhanden.
Die vorzugsweise Zusammensetzung der durch das Hauptpatent geschützten Zinklegierung
weist neben a bzw. 40,16 Kupfer und o,5% Mangan einen Wismutgehalt von ebenfalls
o,50lo auf. Obwohl dieser Wismutgehalt im Hinblick auf die Bildung eines kurzen,
spritzigen Spanes und die übrigen für die spanabhebende Bearbeitung maßgebenden
Eigenschaften in Verbindung mit den sonstigen technologischen Eigenschaften der
Legierung sich als am günstigsten erwiesen hat, hat sich in letzter Zeit aus versorgungstechnischen
Gründen als notwendig gezeigt, den Wismutgehalt dieser Legierung zu beschränken.
In Übereinstimmung mit der Lehre des Hauptpatents ist es jedoch unmöglich, einen
Wismutgehalt von weniger als o, i oro zu wählen oder gar das Wismut ganz aus der
Legierung herauszulassen, da für Bildung eines kurzer Spanes ein sol(Zher Zusatz
in der Legierung vorhanden
sein muß, der im flüssigen Zustand mit
Zink nur teilweise mischbar ist.
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Bei Wahl eines wesentlich geringeren Wismutgehaltcs als o,50/0 hat
es sich jedoch als günstiger erwiesen, zu der bekannten Legierung weitere Zusatzmetalle
hinzuzufügen. Als solche Zusätze kommen eriindungsgemäß Blei und Thallium in Betracht.
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Es ist bereits im Hauptpatent darauf hingewiesen worden, daß die Metalle
Blei, Thallium und Wismut für die Bildung eines kurzen Spanes bei Zinklegierungen
verantwortlich sind. Hierbei war jedoch bei Verwendung von Blei für den erwähnten
Zweck ein Zusatz von 3 bis 5 0,l0 notwendig, um bei der spanabhebenden Bearbeitung
einen kurzen, spritzigen Span erzielen zu können. Ein derartig hoher Bleigehalt
erschwert jedoch die sparlose Verförmung bereits so, daß eine wirtschaftliche Herstellung
von Halbzeug z. B. auf Strangpressen unmöglich ist.
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Um so überraschender war es daher, daß bei Beibehaltung eines geringen
Wismutgehaltes in der Legierung bereits ein wesentlich niedrigerer Anteil an Blei*
auf die Zerspanbarkeit der Legierung günstig einwirkte. Diese Tatsache war im Hinblick
,auf die angestrebte Erniedrigung des Wismutgehaltes von besonderem Interesse; als
zweckmäßig hat es sich hierbei erwiesen, zu dieser Legierung einen geringen Anteil
an Thallium zuzusetzen.
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Die Erfindung besteht demnach in einer zerspanbaren Zinklegierung
nach Patent '675 385, der bei einem niedrigen Wismutgehalt noch geringe Mengen an
Blei und Thallium zugesetzt sind. Die endgültige Zusammensetzung der neuen Legierung
ergibt sich hieraus wie folgt:
| 2;o bis 5,0% Kupfer, |
| 0,1 - 1,o% Mangan, |
| 0,1 - 0,30;o Wismut, |
| o,5 - o,8% Blei, |
| o,o i - o, i % Thallium, |
| Rest Zink. |
Die vorzugsweisen Gehalte der neuen Legierung sind bei einem Kupfergehalt von 2
bzw. 40/0 und einem Mangangehalt von
0,5010 folgende Gehalte an den Zusatzmetallen:
| o, i % Wismut, |
| 0,7 oio Blei, |
| 0,030;o Thallium. |
Die erfundene Legierung besitzt neben der versorgungstechnisch wichtigen Möglichkeit,
das Wismut zu einem beträchtlichen Prozentsatz einzusparen, weiterhin den Vorteil,
daß ihre Zerspanbarkeit verbessert ist. Dies zeigt sich zunächst bei Zerspanungsversuchen
auf einem Automaten Index 36. Hierbei bewies die neue Legierung eine bessere Standzeit,
die durch die Anzahl der witer denselben Bedingungen geleisteten Drehteile ausgedrückt
werden konnte. Bei einem Spanwinka von o° und einer Sclinittgewindigkeit voh i 5o
m/Min. betrug die geleistete Stückzahl bei der neuen Legierung 284 Teile, während
im Verglekh dazu aus der durch das Hauptpatent bekannten Legierung 94 Teile hergestellt
werden konnten.
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Als weiterer Vorteil der neuen Legierung gegenüber dem durch das Hauptpatent
bekannten Werkstoll' ist zu erwähnen, daß eine bessere Sparform erzielbar ist. Außerdem
kann eine höhere Preßgeschwindigkeit angewendet werden, die bei der neuen Legierung
bis zu 7 m/Min. gesteigert werden kann. Von besonderer Wichtigkeit ist weiterhin
die wesentlich bessere Kaltverformbarkeit, die sich z.13. in der Ermöglichung stärkerer
Kaltziehgrade ausdrückt.
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Es hat sich vielfach als vorteilhaft erwiesen, der neuen Legierung
einen weiteren Zusatz an Aluminium zu geben. Der Aluminiumgehalt in der neuen Legierung
muß sich -jedoch mit Rücksicht auf die Vermeidung von interkristalliner Korrosion
in solchen Grenzen bewegen, daß das Aluminium vollständig im Mischkristall gelöst
bleibt. Der Aluminiumgehalt der neuen Legierung beträgt daher höchstens o,2%, während
der untere Gehalt mit 0,o5% zu beziffern ist. Vorzugsweise wird dabei ein Aluminiumzusatz
von o, 10/6 gewählt. Die mechanischen gigenschaften der neuen Legierung bleiben
bei Zusatz von Aluminium in den angegebetnen Mengen mindestens dieselben, sie werden
z. B. hinsichtlich der Dehnung eher noch um ein geringes verbessert.
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Schließlich sei noch eine für den Zusatz von Aluminium zu der neuen
Legierung bemerkenswerte Regel gegeben, die für die Praxis von Bedeutung ist. Die
aluminiumfreie Legierung besitzt im geschmolzenen Zustand eine messinggelbe Farbe,
und man kam den Zusatz von Aluminium bis zu dem vorzugsweisen Gehalt von o, i %
in der Weise ohne weiteres kontrollieren, daß bei Erreichung eines Gehaltes von
o, i olo die vorherige messinggelbe Farbe schlagartig in Silberweiß übergeht.