DE974460C

DE974460C - The use of zinc alloys with a high aluminum content

Info

Publication number: DE974460C
Application number: DEP664D
Authority: DE
Inventors: Erich Dr-Ing Habil Gebhardt
Original assignee: Fr Nielsen & Co GmbH
Current assignee: Fr Nielsen & Co GmbH
Priority date: 1942-07-18
Filing date: 1942-07-18
Publication date: 1960-12-29

Description

Die Verwendung von Zinklegierungen mit hohem Aluminiumgehalt Es ist bekannt, daß Zinklegierungen in der Technik für viele Konstruktionsteile verwendet werden. Unter den zur Zeit gebräuchlichen sind es vorwiegend aluminium- und kupferhaltige Legierungen, die sowohl im gegossenen als auch im gekneteten Zustand benutzt werden. Sie enthalten gewöhnlich q. bis io °/o Aluminium oder bis zu 40/, Kupfer bzw. auch zugleich Gehalte an beiden Zusätzen.The use of zinc alloys with high aluminum content It is zinc alloys are known to be used in the art for many structural parts will. Among the currently used ones, there are predominantly aluminum and copper ones Alloys that are used both in the cast and in the wrought state. They usually contain q. up to 10% aluminum or up to 40% copper or also at the same time contents of both additives.

Der Nachteil aller dieser Legierungen, der sie für viele Zwecke unverwendbar macht, ist ihre sehr geringeDauerstandfestigkeit sowie die ebenfalls geringe Widerstandsfähigkeit gegen Schlagbeanspruchung.The disadvantage of all these alloys is that they are unusable for many purposes makes is their very low fatigue strength and also their low resistance against impact stress.

Es sind Legierungen mit von 15 bis 35 °/o Al, o,oi bis 0,2 °/o mg, o,oi bis 5 °/o Cu, Rest Zn, bekannt, die eine hohe Zugfestigkeit, Härte und physikalische Eigenschaften, wie insbesondere hohe Formbarkeit und Schlagfestigkeit, besitzen. Auch sind Legierungen mit 35 bis 65 % Al, i bis 3,5 °/o Cu, o, i bis 1,5 °/o Fe, o, i bis 1,5 °/o Si, Rest Zn mit Spuren an Verunreinigungen, bekannt, die eine hohe Zug- und Druckfestigkeit sowie eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen. Unbekannt ist demgegenüber aber die den Gegenstand der Erfindung bildende Verwendung solcher Legierungen aus 28 bis weniger als 35 % Al, o, i bis 5 °/o Kupfer, Rest Zink als Lagermetall.There are alloys with from 15 to 35% Al, o, oi to 0.2% mg, o, oi to 5% Cu, remainder Zn, known, which have a high tensile strength, hardness and physical properties, such as particularly high formability and impact resistance. Alloys with 35 to 65 % Al, 1 to 3.5% Cu, 0.1 to 1.5% Fe, 0.1 to 1.5% Si, the remainder Zn with traces of impurities , known, which have high tensile and compressive strength and high wear resistance. In contrast, the use of such alloys made of 28 to less than 35 % Al, 0.1 to 5% copper, the remainder zinc as bearing metal, is unknown.

Diese Legierungen erweisen sich als vorzügliche Lagermetalle, und zwar sowohl im gekneteten als auch im gegossenen Zustand.These alloys prove to be excellent bearing metals, and both in the kneaded and in the cast state.

Diese erfindungsgemäße Verwendung steht in ausgesprochenem Widerspruch zu der bisher für Legierungen auf Zinkbasis geltenden Auffassung. Die Zn-Al-Mischkristalle haben nämlich trotz ihrer relativ hohen Naturhärte und Verschleißfestigkeit sehr gute Gleiteigenschaften, vor allem auch gute Notlaufeigenschaften.This use according to the invention is in marked contradiction to that used so far for alloys based on zinc. The Zn-Al mixed crystals have namely despite their relatively high natural hardness and Wear resistance, very good sliding properties, especially good emergency running properties.

Ein Zusatz an Kupfer od. dgl. erhöht infolge der damit verbundenen Einlagerung noch härterer Phasen zwar im Sinne der klassischen Auffassung die Tragfähigkeit des Lagers, beeinträchtigt jedoch die Notlaufqualität, so daß sich je nach dem angestrebten Ziel optimale Kombinationen ergeben. In derselben Richtung wirkt innerhalb der genannten Grenzen bis unmittelbar in die Nachbarbereiche hinein auch die Höhe des Aluminiumgehaltes an und für sich.An addition of copper or the like. Increased as a result of the associated Storage of even harder phases in the sense of the classic conception of load-bearing capacity of the bearing, however, affects the emergency running quality, so that depending on the desired Result in optimal combinations. In the same direction acts within the said Limits right into the neighboring areas also the level of the aluminum content in and of itself.

Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt; daß für die Erzielung maximaler Belastbarkeit von Lagern aus Zn-Al-Cu-Legierungen ein Aluminiumgehalt von 3o bis 32 0/, bei gleichzeitigen Kupferzusätzen von i bis 2 "/, besonders günstig ist, wobei die Notlaufeigenschaften als im Sinne der üblichen Anforderungen noch als gut zu bezeichnen sind.It has now surprisingly been shown; that for the achievement maximum load capacity of bearings made of Zn-Al-Cu alloys an aluminum content from 3o to 32 0 /, with simultaneous copper additions from 1 to 2 "/, particularly favorable is, whereby the emergency running properties as in the sense of the usual requirements still can be described as good.

Eine Verminderung der Gehalte an Aluminium oder an Kupfer bzw. an beiden Komponenten verringert die Belastbarkeit, verbessert dafür aber die Notlaufeigenschaften und das Verhalten beim Einlaufen des Lagers. Eine Erhöhung der Gehalte vergrößert zwar zunächst noch die Belastbarkeit, verschlechtert jedoch die Notlaüfeigenschaften und das Einlaufverhalten.A reduction in the content of aluminum or copper or of both components reduce the load capacity, but improve the emergency running properties and the behavior when entering the warehouse. An increase in the levels increases Although initially still the load capacity, however, deteriorates the emergency running properties and the running-in behavior.

Eine Erhöhung des Aluminiumgehaltes auf 35 "/, und darüber hinaus ergibt keine nennenswerten Erhöhungen der Belastbarkeit mehr, jedoch verändern. sich Notlaufeignung und Einlaufverhalten weiterhin eindeutig in ungünstigem Sinne bis zu einem bei etwa 5o 0/, Aluminium vermuteten Tiefstwert. Exakte Zahlenwerte lassen sich nicht ohne weiteres angeben, weil die Reibungskoeffizienten und die Wärmeableitung einerseits von Art und Menge der Schmiermittelversorgung, andererseits von den Einbaubedingungen und der Art der Belastung der Lager abhängen.An increase in the aluminum content to 35 "/, and beyond does not result in any notable increases in resilience, but changes. Suitability for emergency use and running-in behavior continue to be clearly in an unfavorable sense down to a presumed lowest value at around 5o 0 /, aluminum. Exact numerical values cannot easily be stated because the coefficients of friction and the Heat dissipation on the one hand from the type and amount of lubricant supply, on the other hand depend on the installation conditions and the type of load on the bearings.

Eine exakte Darstellung des Verlaufs der Tragfähigkeiten in Abhängigkeit von Aluminium- und Kupfergehalt bei normalem Schmierungszustand und im Notlauf läßt sich versuchsmäßig ermitteln.An exact representation of the course of the load capacities as a function of aluminum and copper content with normal lubrication and in emergency mode determine yourself experimentally.

Auffallend ist neben dem guten Einlaufverhalten das ausgezeichnete Verhalten der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen besonders bei solchen Lagerungen, die durch eine Pendelbewegung des Zapfens beansprucht werden.In addition to the good running-in behavior, the excellent one is noticeable Behavior of the alloys to be used according to the invention, especially in the case of such alloys Bearings that are stressed by a pendulum movement of the pin.

Die gute Eignung der beschriebenen Legierungen für den erfindungsgemäßen Zweck wird durch die Verwendung eines weniger reinen Zinks, z. B. von 99,5 °% Reingehalt, sowie durch die Verwendung von Umschmelz-Aluminium, z. B. von 99 0/, Reingehalt, nur unwesentlich, teils negativ, teils positiv, beeinflußt.The good suitability of the alloys described for the inventive The purpose is achieved by using a less pure zinc, e.g. B. of 99.5% purity, as well as through the use of remelted aluminum, e.g. B. of 99 0 /, purity, only insignificantly, partly negative, partly positive, influenced.

Wichtig ist die Verwendung von' Legierungen mit 28 bis unter 35 0/, Al, o, i bis 5 "/, Cu, Rest Zn, die zusätzlich noch einen Magnesiumgehalt in der Höhe von 0,o2 bis 0,3% enthalten. Dieser Zusatz ist sowohl der Stabilisierung des Gefüges im Hinblick auf die bekannte Zerfallstendenz des Beta-Kristalls dienlich als auch unterbindet er wirksam die Neigung dieser Legierungen zur interkristallinen Korrosion. Dabei können die höheren Werte gewählt werden, wenn eine Verarbeitung durch einen Knetprozeß vorgesehen ist, während die niederen Werte beim Verbleiben des Materials im Gußzustand vorzuziehen sind.It is important to use alloys with 28 to less than 35 0 /, Al, o, i to 5 "/, Cu, remainder Zn, which also has a magnesium content in the Amounts from 0.02 to 0.3% included. This addition is both to stabilize the Structure useful with regard to the known tendency of the beta crystal to disintegrate as well as it effectively prevents the tendency of these alloys to become intergranular Corrosion. The higher values can be chosen when processing is provided by a kneading process, while the lower values on remaining of the material in the as-cast state are preferable.

Claims

PATENT CLAIMS: i. The use of alloys from 28 0 /, to less than 35 "/, aluminum, o, i to 5" /, copper, the remainder zinc, as a material for Camp.

2. The use of alloys according to claim i with an additional content of 0.02 to 0.3 0 /, magnesium for the purpose specified in claim i. References considered: U.S. Patents Nos. 781300, 149o696, 1945288; British Patent No. 343320.