DE764372C - Copper-zinc alloy - Google Patents

Copper-zinc alloy

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DE764372C DEV36629D DEV0036629D DE764372C DE 764372 C DE764372 C DE 764372C DE V36629 D DEV36629 D DE V36629D DE V0036629 D DEV0036629 D DE V0036629D DE 764372 C DE764372 C DE 764372C
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Description

Kupfer-Zinklegierung Der Ersatz zinnhaltiger Kupferlegierungen durch zinnfreie Legierungen mit einer Reihe von anderen Legierungsbestandteilen ist in den letzten Io bis 2o Jahren ein Problem ge wesen, für das die verschiedensten Lösungen empfohlen, worden sind.Copper-zinc alloy The replacement of tin-containing copper alloys by tin-free alloys with a number of other alloy components is in has been a problem for the last 10 to 20 years for which the most varied of solutions have been recommended.

Da die Kupfer-Zinnlegierungen, d. h. also die Bronzen, für zahlreiche Zwecke Verwendung gefunden haben und noch finden, mußten auch viele zinnfreie Legierungen entwickelt werden, die an die Stelle der teuereren zinnhaltigen Legierungen treten sollten. Diese neuen Legierungen erreichen aber nur zum Teil die guten Eigenschaften der Kupfer-Zinnlegierungen.Since the copper-tin alloys, i.e. H. so the bronzes, for many Many tin-free alloys had to find and are still being used for purposes to be developed to replace the more expensive tin-containing alloys should. However, these new alloys only partially achieve the good properties of copper-tin alloys.

Wohl das wichtigste Gebiet, auf dem zinnhaltige Kupferlegierungen vorherrschend waren; ist dass der Lager. Wenn auch inzwischen einige zinkhaltige Kupferlegierungen für Lagerzwecke, Verwendung finden, so glaubt man auch heute noch, daß bei schwerbelasteten Lagern und vor allen Dingen auch bei hohen Geschwvindigkeiten der Welle nur Kupfer-Zinnlegierungen mit mindestens 8 bis g%o Zinn verläßlich seien. Das gleiche gilt für andere auf Gleitung beanspruchte Maschinenteile, wie z. B. Schneckenräder, Zahnräder, Gleitschuhe usw.Probably the most important area in which tin-containing copper alloys were predominant; is that the camp. Even if there are now some zinc-containing ones Copper alloys for storage purposes, find use, so believes one even today that with heavily loaded camps and above all with high shaft speeds only copper-tin alloys with at least 8 to g% o tin are reliable. The same is true of others claimed on sliding Machine parts, such as B. worm wheels, gears, sliding blocks, etc.

An zinkhaltigen sind für die gleichen Zwecke vor allen Dingen solche in Vorschlag gebracht worden, die neben Silicium Mangan enthielten. Auch geringe Zusätze an Aluminium sind bei den bekannten Legierungen vorhanden. Einige dieser bekannten Legierungen enthalten auch Blei zur Erzielung besserer Gleiteigenschaften.Zinc-containing ones are above all those for the same purposes have been proposed that contained manganese in addition to silicon. Even minor ones Additions to aluminum are present in the known alloys. Some of these known alloys also contain lead to achieve better sliding properties.

Von diesen bekannten Legierungen unterscheidet sich die Legierung gemäß Erfindung durch zwei wesentliche Merkmale. Sie hat erstens einen verhältnismäßig niedrigen Kupfergehalt, zweitens besitzt sie bei gleicher Wirtschaftlichkeit im Vergleich mit den bekannten Legierungen bessere Gleiteigenschaften. Der Kupfergehalt der neuen Legierung beträgt 5o bis 70% bei weiteren Zusätzen von mehr als 2 bis zu 8%ö Aluminium, o,o5 bis I,5% Silicium, mehr als 3 bis Io% Mangan, Rest Zink. Weiter können in der Legierung zugegen sein bis zu io% Blei und o,I bis 5% Eisen, Nickel und Kobalt, von denen jedes Metall einzeln oder zu mehreren zulegiert werden kann. Der Rest bestellt in jedem Fall aus Zink. Die einzelnen Zusätze müssen so erfolgen, daß die Legierung weder zu spröde wird noch ungünstige Gleiteigenschaften besitzt. Es dürfen also bei den niedrigsten Kupfergehalten nicht etwa die höchsten Gehalte an Aluminium oderSilicium vorhanden sein, sondern diese Höchstgehalte sind selbstverständlich nur bei den Höchstgehalten an Kupfer zulässig. Da Mangan und Nickel bei Kupfer-Zinklegierungen Kupfer zu ersetzen vermögen, können diese Bestandteile auch bei niedrigeren Kupfergehalten zugegen sein. Vor allen Dingen das Nickel ist in den Fällen von Bedeutung, in denen bei niedrigen Kupfergehalten verhältnismäßig hohe Bleizusätze gemacht werden sollen, da bekanntlich das Nickel die regelmäßige Verteilung des Bleies in Kupferlegierungen begünstigt. Kobalt kann hierbei ganz oder zum Teil an die Stelle von Nickel treten. Eise kann bei allen nach der Erfindung möglichen Legierungen in der Menge zugegen sein, in der es als Verunreinigung vorhanden ist.The alloy differs from these known alloys according to the invention by two essential features. First, it has a proportionate low copper content, secondly, it has the same economic efficiency in the Better sliding properties compared to the known alloys. The copper content of the new alloy is 50 to 70% with further additions of more than 2 to 8% aluminum, 0.05 to 1.5% silicon, more than 3 to 10% manganese, the remainder zinc. In addition, up to 10% lead and 0.1 to 5% iron can be present in the alloy, Nickel and cobalt, of which each metal is alloyed individually or in groups can. The rest of the order is made of zinc in any case. The individual additions must be like this take place so that the alloy is neither too brittle nor unfavorable sliding properties owns. So the lowest copper contents are not allowed to be the highest Levels of aluminum or silicon may be present, but these are maximum levels of course, only permitted with the maximum copper content. Because manganese and Nickel can replace copper in copper-zinc alloys, these components can be present even with lower copper contents. Above all that is nickel in those cases of importance in which relatively low copper contents high additions of lead should be made, since it is well known that nickel is the regular Distribution of lead in copper alloys is favored. Cobalt can do this entirely or take the place of nickel in part. Ice can be used with everyone according to the invention possible alloys be present in the amount in which it is present as an impurity is.

Die Abhängigkeit der Höhe der Zusätze von Aluminium und Silicium, welche die stärksten Veränderungen bei Kupfer-Zinklegierungen nach der Erfindung hervorrufen, vom Kupfer- bzw. Zinkgehalt geht aus der nachstehenden Zusammenstellung hervor. Die einzelnen Gruppen können außerdem Mangan vorzugsweise in Höhe von o.5 bis 8% unabhängig von der jeweiligen Höhe des Kupferzusatzes enthalten, neben Eisen, Nickel und Kobalt in der beanspruchten Menge. AI Si Mn Clu Ni Co Zn %'a % %o %o o%o % °%o über 2-d 0,05-I >3-8 5o-6o o Rest - 2-4 o,o5-I >3-8 50-60 O,I-5 - - 2-4 o,o5-I >3-8 50-6o o,I-3 - über 2-6 o,o5-I,5 >3-8 6o-65 Rest - 2-6 o,o5-I,5 >3- 8 6o-65 o,I-5 - - 2-6 o,o5-I,5 >3- 8 6o-65 o,I-3 - I 3-7 o,o5-I,5 >3-8 65-7o Rest 3-7 0,05-1,5 >3-8 65-70 o,1-5 - 3-7 0,05-1,5 > 3-8 65-70 O,1-3 - %tahlweise Pb o -Zo 0,.0 Fe o, Z- 5 0. o Weiter werden noch die besonderen Zusammensetzungen von Legierungen gemäß der Erfindung als Beispiele nachstehend aufgeführt. _ Al Si Mn Cu Pb Fe Ni Co Zn 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 2,5 0,I 5 54 0,I-5 Rest 2,5 11,I 5 54 2 0,I-5 - 2,5 0,I 5 54 4 0,I-5 I - 3 0,I 5 54 2 0,I-5 - 3 0,I 5 54 4 0I-5 I _ 4 0,05 5 53 0,I-5 - 4 0,o5 8 55 0,I-5 _ 4 0,05 8 55 2 0,I-5 - 4 11,o5 8 55 4 0,I-5 I 4 0,05 8 55 6 o,I-5 2 - 2,5 0,I 3,5 55 0,I-5 - 2,5 0,I 3,5 55 2 o,I-5 _ 2,5 0,I 3,5 55 4 0,I-5 I - 3 0,I 4 60 0,I-5 - 3 0,I 5 60 0,I-5 - 3 0,I 8 60 0,I-5 - 3 0,I 8 60 2 0,I-5 3 0,I 8 60 4 0,I-5 3 0,I 8 60 6 0,I-5 I,5 - 4 0,05 8 60 0,I-5 - 4 0,05 8 611 2 0,I-5 - 4 0,05 8 60 4 0,I-5 - 4 0,05 8 60 6 0,I-5 I 0,5 - 5 0,05 >3-8 60 0-6 0,I-5 0,0I-5 - 5 0,05-I >3-8 65 desgl. desgl. desgl. - 0,05-I > 3-8 70 - 3 0,5 >3-4 60 - - - - 3 0,5 >3-4 65-70 - - - 4 0,5 > 3-4 611-7o - - - - 5 0,I 8-Io 60-7o - Die Legierungen mit höheren Aluminium-und Mangangehalten sind besonders korrosionsbeständig. Es sind zwar Legierungen ähnlicher Zusammensetzung für Zwecke, in denen es auf Korrosionsbeständigkeit ankommt, schon empfohlen worden, jedoch haben, derartige Legierungen meistens Gehalte an Aluminium und Mangan in Höhe von nur a bis 3%.The dependency of the amount of the additions of aluminum and silicon, which cause the greatest changes in copper-zinc alloys according to the invention, on the copper or zinc content can be seen from the table below. The individual groups can also contain manganese, preferably in the amount of 5 to 8%, regardless of the amount of copper added, in addition to iron, nickel and cobalt in the claimed amount. Al Si Mn Clu Ni Co Zn % 'a%% o% oo% o% °% o over 2-d 0.05-I> 3-8 5o-6o o remainder - 2-4 o, o5-I> 3-8 50-60 O, I-5 - - 2-4 o, o5-I> 3-8 50-6o o, I-3 - over 2-6 o, o5-I, 5> 3-8 6o-65 remainder - 2-6 o, o5-I, 5> 3- 8 6o-65 o, I-5 - - 2-6 o, o5-I, 5> 3- 8 6o-65 o, I-3 - I. 3-7 o, o5-I, 5> 3-8 65-7o remainder 3-7 0.05-1.5> 3-8 65-70 o, 1-5 - 3-7 0.05-1.5> 3-8 65-70 O, 1-3 - % partially Pb o -Zo 0, .0 Fe o, Z- 5 0. o Furthermore, the particular compositions of alloys according to the invention are listed below as examples. _ Al Si Mn Cu Pb Fe Ni Co Zn 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 2.5 0, I 5 54 0, I-5 remainder 2.5 11, I 5 54 2 0, I-5 - 2.5 0, I 5 54 4 0, I-5 I - 3 0, I 5 54 2 0, I-5 - 3 0, I 5 54 4 0I-5 I _ 4 0.05 5 53 0, I-5 - 4 0, o5 8 55 0, I-5 _ 4 0.05 8 55 2 0, I-5 - 4 11, o5 8 55 4 0, I-5 I. 4 0.05 8 55 6 o, I-5 2 - 2.5 0, I 3.5 55 0, I-5 - 2.5 0, I 3.5 55 2 o, I-5 _ 2.5 0, I 3.5 55 4 0, I-5 I - 3 0, I 4 60 0, I-5 - 3 0, I 5 60 0, I-5 - 3 0, I 8 60 0, I-5 - 3 0, I 8 60 2 0, I-5 3 0, I 8 60 4 0, I-5 3 0, I 8 60 6 0, I-5 I, 5 - 4 0.05 8 60 0, I-5 - 4 0.05 8 611 2 0, I-5 - 4 0.05 8 60 4 0, I-5 - 4 0.05 8 60 6 0, I-5 I 0.5 - 5 0.05> 3-8 60 0-6 0, I-5 0.0I-5 - 5 0.05-I> 3 - 8 65 same as same as - 0.05-I> 3 - 8 70 - 3 0.5> 3-4 60 - - - - 3 0.5> 3-4 65-70 - - - 4 0.5> 3-4 611-7o - - - - 5 0, I 8-Io 60-7o - The alloys with a higher aluminum and manganese content are particularly resistant to corrosion. Alloys of a similar composition have already been recommended for purposes in which corrosion resistance is important, but such alloys usually have aluminum and manganese contents of only a to 3%.

Weiter eignen sich die bleihaltigen Legierungen nach der Erfindung in besonderem Maße für die Herstellung von Lagerbuchsen aller Art auf Automaten. Der Bleizusatz hat also in diesen Legierungen nicht nur den Zweck, die, Lagereigenschaften günstig zu beeinflussen,sondern auch die Verspanbarkeit zu verbessern. Die Rohre für die Herstellung von Buchsen können entweder gegossen oder auch auf der Strangpresse gepreßt werden. Für dieses Verfahren eignen sich allerdings nur solche Legierungen, die einen geringeren Bleigehalt besitzen. Sehr gut geeignet sind die Legierungen zur Herstellung von Schleudergußkörpern wie, Ringen und Zylindern für die Herstellung solcher Buchsen, deren Durchmessec für das Strangpreßverfahren zu groß sind. Ferner können auch Preßteile aus dem Legierungen nach der Erfindung hergestellt werden, was aber die Verwendung von Legierungen mit möglichst niedrigem Bleigehalt zur Voraussetzung hat.The lead-containing alloys according to the invention are also suitable in particular for the production of all types of bearing bushes on machines. In these alloys, the addition of lead not only has the purpose of bearing properties to influence favorably, but also to improve the machinability. The pipes for the production of bushings can either be cast or on the extrusion press be pressed. However, only those alloys are suitable for this process which have a lower lead content. The alloys are very suitable for the production of centrifugally cast bodies such as, rings and cylinders for the production those sockets whose diameters are too large for the extrusion process. Further pressed parts can also be produced from the alloys according to the invention, but what the requirement is the use of alloys with the lowest possible lead content Has.

Die Legierungen nach der Erfindung lassen sich durch eine Wärmebehandlung so verändern, daß neben einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften auch die Gleiteigenschaften begünstigt werden. Die Wärmebehandlung besteht in einem Abschrecken der Legierungen von 7oo bis 8oo° C und einem Wiedererwärmen während mindestens 3 Stunden auf Zoo bis 5oo° C.The alloys according to the invention can be subjected to a heat treatment change so that in addition to an improvement in the mechanical properties, the Sliding properties are favored. The heat treatment consists of quenching of the alloys from 700 to 800 ° C and reheating for at least 3 Hours at the zoo up to 5oo ° C.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: i. Legierungen, bestehend aus mehr als 2 bis zu 8% Aluminium, 11;o5 bis 1,5% Silicium, mehr als 3 his io%. Mangan, 511 bis 70°/o Kupfer, Rest Zink, vorzugsweise für die Herstellung von auf Gleitung beanspruchten Maschinenteilen, wie Lager, Schneckenräder, Zahnräder, Gleitschuhe tt. dgl. _ PATENT CLAIMS: i. Alloys, consisting of more than 2 up to 8% Aluminum, 11.5 to 1.5% silicon, greater than 3 to 10%. Manganese, 511 to 70 per cent. Copper, The remainder of zinc, preferably for the manufacture of machine parts subject to sliding stress, such as bearings, worm gears, gears, sliding blocks tt. like. _ 2. Legierungen nach Anspruch I, gekennzeichnet durch einen Bleizusatz bis Io% vorwiegend für den in Anspruch I genannten Zweck. 2. Alloys according to claim I, characterized by an addition of lead of up to Io% predominantly for the purpose mentioned in claim I. 3. Legierungen nach Anspruch I und oder 2, gekennzeichnet durch einen Zusatz von o,I bis 5%o Eisen, Nickel oder Kobalt, einzeln oder zu mehreren, vorwiegend für den in Anspruch I genannten Zweck. 3. Alloys according to claim I and or 2, characterized by an addition of 0.1 to 5% iron, nickel or cobalt, individually or to several, mainly for the purpose mentioned in claim I. 4. Legierungen nach Anspruch I bis 3. gekennzeichnet durch eine Wärmebehandlung, bestehend in einem Abschrecken nach Erhitzen auf 7oo bis 8oo° C, gegebenenfalls einem Wiedererwärmen über mehr als 3 Stunden hei einer Temperatur von 200 bis 500° C. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind in Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden Österreichische Patentschrift Nr. Io2 792; schweizrerische Patentschrift Nr. I48 824; britische Patentschrift Nr. 352 639; Zeitschrift für Metallkunde I923, S. 8o bis 83.4. Alloys according to claim I to 3. characterized by a heat treatment, consisting in one Quenching after heating to 700 to 800 ° C, possibly reheating for more than 3 hours at a temperature of 200 to 500 ° C. For delimitation of the subject matter of the invention from the prior art are the following in grant proceedings Publications have been considered Austrian patent specification no. Io2 792; Swiss patent specification No. 148,824; British Patent No. 352 639; Zeitschrift für Metallkunde I923, pp. 8o to 83.
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