DEP0043802DA - Verfahren zur Herstellung von Kupfer-Aluminium-Legierungen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Kupfer-Aluminium-LegierungenInfo
- Publication number
- DEP0043802DA DEP0043802DA DEP0043802DA DE P0043802D A DEP0043802D A DE P0043802DA DE P0043802D A DEP0043802D A DE P0043802DA
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- aluminum
- alloy
- copper
- production
- starting powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 12
- JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N alumane;copper Chemical compound [AlH3].[Cu] JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 20
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 9
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 7
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KCZFLPPCFOHPNI-UHFFFAOYSA-N alumane;iron Chemical compound [AlH3].[Fe] KCZFLPPCFOHPNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 235000019589 hardness Nutrition 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000004881 precipitation hardening Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
Description
Kupfer-Aluminium-Legierungen, die einen Gehalt von 1 bis 10% Aluminium aufweisen, sind an sich bekannt. Sie haben bemerkenswerte Festigkeitseigenschaften und weisen hohe Verschleißfestigkeit auf, außerdem haben sie auch bei erhöhten Temperaturen hohe Festigkeit. Diese Legierungen werden auf dem Schmelzwege hergestellt und mit Rücksicht auf den verhältnismäßig hohen Aluminiumanteil ist dieser Weg als der ausschließlich gangbare angesehen worden. Die Herstellung ist indes mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, da auch beim Schmelzen das Aluminium in erheblichem Maße zur Oxydation neigt und außerdem lassen sich sowohl Blöcke als auch Formkörper praktisch nicht ohne Lunker und Oxydhäute vergießen. Trotz der erwähnten guten technologischen Eigenschaften der Legierungen hat sich daher ihre Verwendung in der Praxis nicht eingeführt.
Die Erfindung schlägt demgegenüber ein Verfahren vor, das zu einer einfachen Herstellung ohne die Gefahr der Oxydbildung und zu einwandfreien und dichten Körper führt. Entgegen der bisherigen Auffassung hat der Erfinder festgestellt, daß die Legierungen auf dem Sinterwege hergestellt werden können, und zwar wird vorgeschlagen, sie im technischen Vakuum oder im Schutzgas, insbesondere Wasserstoff, in Anwesenheit eines Fangstoffes zu sintern. Der Fangstoff hat dabei die Aufgabe, den in der Apparatur verbleibenden oder durch das Schutzgas eingeschleppten Sauerstoff zu binden, ehe er Gelegenheit hat, mit dem Sintergut zu reagieren.
Als Fangstoff wird Aluminium oder eine Aluminiumlegierung verwendet. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, eine Eisen-Aluminium-Legierung mit etwa 50% Eisen und 50% Aluminium oder eine Kupfer-Aluminium-Legierung mit einem Gehalt von 30 bis 50% Aluminium, Rest Kupfer, zu verwenden. Die Eisen-Aluminium-Legierung wird vorzugsweise durch Gießen hergestellt, sie kann aber auch gesintert werden. Die Kupfer-Aluminium-Legierung desgleichen. Beide Legierungen sind so spröde, daß sie sich leicht pulvern lassen, was bei der Verwendung als Fangstoff von wesentlicher Bedeutung ist, damit die Fangsubstanz eine große Oberfläche darbietet. Die Pulverform mit mehr oder minder grobkörnigen Partikeln bietet ferner den Vorteil, daß die Fangsubstanz möglichst dicht an das Sintergut herangebracht werden kann. Unter Umständen ist es sogar zweckmäßig, die zu sinternden Körper in die Fangsubstanz einzubetten. Anstelle der genannten Fangsubstanz können auch andere Stoffe verwendet werden, sofern nur ihre oder ihrer Bestandteile
Affinität zum Sauerstoff mindestens gleich groß oder größer ist als die Affinität des Sintergutes zum Sauerstoff.
Die Herstellung der Formkörper erfolgt in der in der Metallkeramik üblichen Weise. Die Ausgangsstoffe werden fein gepulvert miteinander vermischt, zu Formlingen gepreßt und alsdann die Sinterung in der gekennzeichneten Weise durchgeführt. Es hat sich hierbei als besonders vorteilhaft erwiesen, insbesondere das Aluminium in das Pulver in Form einer Kupfer-Aluminium-Vorlegierung einzubringen, die etwa 30 bis 50% Aluminium enthält. Wie bereits erwähnt, hat diese Legierung die Eigenschaft, besonders spröde zu sein, und sie läßt sich daher ohne Schwierigkeiten auf die Pulverfeinheit bringen, die für das Vermischen und Verpressen zusammen mit den anderen Ausgangsstoffen erforderlich ist.
Das Verpressen muß bei verhältnismäßig hohen Drucken erfolgen, damit Formlinge entstehen, die so fest sind, daß sie ohne Gefahr des Zerbröckelns oder Kantenabriebes von der Formstelle in den Sinterofen gebracht werden können. Im allgemeinen wird ein Preßdruck von etwa 4 bis 6 Tonnen je cm(exp)2 anzuwenden sein.
Die Herstellung der Formkörper kann aber auch derartig erfolgen, daß das Ausgangspulver mit einer plastifizierenden Flüssigkeit angerührt wird. Die breiige Masse wird in Formen gegossen und getrocknet. Als Plastifizierungsmittel können die in der Metallkeramik üblichen Stoffe verwendet werden; es ist ferner auch möglich, das Anrühren mit Wasser vorzunehmen.
Die Herstellung der Formkörper ist somit in einfacher Weise möglich. In Sinterapparaturen gelingt es ohne weiteres, ein sogenanntes technisches Vakuum, d.h. einen Druck von etwa 2 bis 0,1 mm Quecksilbersäule zu halten. In Verbindung mit einem Fangstoff geeigneter Art wird durch diese Maßnahme selbst bei den hoch oxydationsempfindlichen Kupfer-Aluminium-Legierungen überraschenderweise sichergestellt, daß keine Oxydbildung eintritt.
Die gesinterten Körper haben die gleichen technologischen Eigenschaften wie die gegossenen, sind jedoch frei von jeder Lunkerbildung und vollkommen dicht. Darüber hinaus sind sie im Gegensatz zu den gegossenen Legierungen spanabhebend bearbeitbar. Selbst verwickelte Formen können einwandfrei hergestellt werden, was auf dem Gußwege nicht möglich ist.
Die gesinterten Legierungen mit 1 bis 15% Aluminium, Rest Kupfer sind mithin hervorragend geeignet zur Herstellung von Maschinenteilen und Kontaktkörpern verwickelter Gestalt, die im Betriebe Warmfestigkeit und Verschleißfestigkeit aufweisen müssen.
Eine Legierung mit beispielsweise 10% Aluminium, Rest Kupfer gestattet durch eine Aushärtebehandlung Härten von 150 Brinell zu erzielen, während sie im ungehärteten Zustand etwa 60 Brinell aufweist. Die Sinterkörper können mithin leicht bearbeitet und hernach durch Ausscheidungshärtung vergütet werden.
Die Legierung kann zur Steigerung der Warmfestigkeit noch Metalloxyde, insbesondere Aluminiumoxyd oder Titanoxyd enthalten. Solche Legierungen sind mithin ebenfalls für den erwähnten Verwendungszweck besonders geeignet und werden vorzugsweise mit Gehalten von 5 bis 55% Aluminiumoxyd und Titanoxyd einzeln oder gemeinsam verwendet.
Besondere Eignung für Kontakte weisen die Legierungen auf, wenn sie außerdem noch Metalle enthalten, die die elektrische Leitfähigkeit erhöhen, wie z.B. Silber oder Komponenten, die die Verschleißfestigkeit verbessern, wie beispielsweise Wolfram, Molybdän, Tantal, Niob, Titan, Chrom sowie deren Karbide. Die zusätzlichen Bestandteile können einzeln oder zu mehreren in Mengen bis zu 10% vorliegen. Kontaktkörper aus diesen Legierungen weisen gute elektrische Leitfähigkeit auf. Ferner zeichnen sie sich durch hohe Verschleißfestigkeit und Zerstäubungshärte aus, d.h. also die Kontaktkörper widerstehen dem zerstörenden Angriff des sich bildenden Schaltlichtbogens.
Legierungen, die sich in der Verwendung für Maschinenteile, Kontaktkörper u.dgl. besonders bewährt haben, enthalten etwa
5% Aluminium
50% Aluminiumoxyd
Rest Kupfer
oder etwa
2% Aluminium
15% Aluminiumoxyd
Rest Kupfer.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung von Kupfer-Aluminium-Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie im technischen Vakuum oder in Schutzgas, insbesondere Wasserstoff, in Anwesenheit eines Fangstoffes gesintert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Fangstoff Aluminium oder eine Aluminiumlegierung verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eisen-Aluminium-Legierung oder Kupfer-Aluminium-Legierung vorzugsweise mit einem Gehalt von 30 bis 50% Aluminium als Fangstoff verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminium in das zu verpressende Ausgangspulver in Form einer Kupfer-Aluminium-Vorlegierung mit 30 bis 50% Aluminium eingebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangspulver zur Herstellung der Formlinge einem Preßdruck von etwa 4 bis 6 Tonnen je cm(exp)2 unterworfen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangspulver zur Herstellung des Formkörpers mit einer plastifizierenden Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, angerührt, in Formen gegossen und getrocknet wird.
7. Verwendung einer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 6 hergestellten Legierung mit
1 bis 15% Aluminium
Rest Kupfer
zur Herstellung von Maschinenteilen und Kontaktkörpern, insbesondere solchen verwickelter Gestalt, die im Betrieb Warmfestigkeit und Verschleißfestigkeit aufweisen müssen.
8. Verwendung einer Legierung mit
1 bis 15% Aluminium
5 bis 55% Aluminiumoxyd und/oder Titanoxyd
Rest Kupfer
für den im Anspruch 7 angegebenen Zweck, insbesondere für Kontakte.
9. Verwendung einer Legierung, die neben den im Anspruch 7 oder 8 genannten Bestandteilen noch Silber, Wolfram, Molybdän, Tantal, Niob, Titan, Chrom sowie deren Karbide, einzeln oder zu mehreren in Mengen bis zu 10% enthält für den im Anspruch 7 angegebenen Zweck, insbesondere
für Kontakte.
10. Verwendung einer Legierung aus
5% Aluminium
50% Aluminiumoxyd
Rest Kupfer
für den im Anspruch 8 angegebenen Zweck.
11. Verwendung einer Legierung aus
2% Aluminium
15% Aluminiumoxyd
Rest Kupfer
für den im Anspruch 9 angegebenen Zweck.
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3017782A1 (de) | Verfahren zur herstellung von sinterfaehigen legierungspulvern auf der basis von titan | |
| DE2830578A1 (de) | Auftragschweissen von metallsubstraten | |
| DE1533321A1 (de) | Wolfram-Kupfer-Zusammensetzungen und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
| DE2709278A1 (de) | Sinter-traenkwerkstoff fuer elektrische kontaktstuecke und verfahren zu seiner herstellung | |
| DE2123381A1 (de) | Schweißlegierung, Verfahren zum Verbessern der Standzeit von Formteilen, Schweißkonstruktion, Schweißstab und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE2060605A1 (de) | Auf pulvermetallurgischem Wege hergestellte,gesinterte,hitze- und korrosionsbestaendige,ausscheidungshaertbare Nickel-Chrom-Legierung mit einem Gehalt an einem schwer schmelzbaren Carbid | |
| DE834362C (de) | Feuerfester Werkstoff | |
| DE504484C (de) | Verfahren zum Herstellen von Hartkoerpern fuer Werkzeuge, insbesondere Ziehsteine, aus Karbiden, Siliziden, Boriden, Aluminiumoxyd oder Gemischen von diesen | |
| DE960930C (de) | Verfahren zur Herstellung von Gussstuecken aus Molybdaen- und bzw. oder Wolframlegierungen | |
| DE2001341A1 (de) | Legierung bzw. Mischmetall auf der Basis von Molybdaen | |
| DEP0043802DA (de) | Verfahren zur Herstellung von Kupfer-Aluminium-Legierungen | |
| DE2352796A1 (de) | Elektrisches kontaktmaterial | |
| DE1170651B (de) | Verfahren zum Herstellen von dispersionsgehaerteten Metallkoerpern | |
| DE924777C (de) | Borhaltiger Kontaktwerkstoff | |
| DE738536C (de) | Verfahren zur Herstellung von Formlingen aus Stoffen verschiedenen Schmelzpunktes | |
| DE2061485A1 (de) | Durch pulvermetallurgisches Sintern hergestellte, hitze und korrosions bestandige, chromreiche, nickelhaltige Legierung mit einem Gehalt an einem schwer schmelzbaren Carbid | |
| DE564253C (de) | Verfahren zur Herstellung von Formstuecken aus Metallpulvern | |
| DE1296805B (de) | Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Formkoerpern mit selbstschmierenden Eigenschaften | |
| DE1483694C3 (de) | Verfahren zum Herstellen von Sinterkörpern aus Pasten | |
| DE1302877B (de) | Verfahren zur Herstellung eines kohlenstoff- und borhaltigen, hitzenbeständigen Materials | |
| DE2215686A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Form korpern aus einem Dispersionswerkstoff auf Edelmetall Basis | |
| DE742850C (de) | Verfahren zum Auspressen von Lagermetall auf Aluminiumbasis | |
| AT163161B (de) | Verfahren zum Herstellen von legierten oder unlegierten Sinterstahlkörpern mit einem Kohlenstoffgehalt von 0.2 bis 2% | |
| DE1758508C3 (de) | Verwendung eines Verbundwerkstoffes zur Herstellung von Matrizeneinsätzen für Matrizen zum Strangpreßen von Nichteisenmetallen und -legierungen | |
| DE819458C (de) | Legierung zur Herstellung von Schweisselektroden fuer Widerstandsschweissung |