EP2742161A2 - Copper zinc alloy - Google Patents

Copper zinc alloy

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Publication number
EP2742161A2
EP2742161A2 EP12735197.1A EP12735197A EP2742161A2 EP 2742161 A2 EP2742161 A2 EP 2742161A2 EP 12735197 A EP12735197 A EP 12735197A EP 2742161 A2 EP2742161 A2 EP 2742161A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
copper
layer
mpa
alloy
rolling
Prior art date
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Granted
Application number
EP12735197.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2742161B1 (en
Inventor
Hans-Achim Kuhn
Andrea KÄUFLER
Stefan Gross
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wieland Werke AG
Original Assignee
Wieland Werke AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wieland Werke AG filed Critical Wieland Werke AG
Publication of EP2742161A2 publication Critical patent/EP2742161A2/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2742161B1 publication Critical patent/EP2742161B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent

Definitions

  • the invention relates to a copper alloy according to the preamble of
  • Terminal contact is an optimization of the embodiment at the lowest cost.
  • Desired properties of an alloy include, for example, high electrical and thermal conductivity and high stress relaxation resistance and tensile strength.
  • copper alloys are typically used because of their generally excellent corrosion resistance, high electrical and thermal conductivity, and good bearing and wear qualities. Copper alloys are also suitable because of their good cold working or hot working properties and their good deformation behavior.
  • US Pat. No. 6,132,528 discloses copper-tin-iron-zinc alloys which have a higher zinc content of up to 35.0%.
  • the iron content is between 1, 6 and 4.0%.
  • the addition of iron has the function to achieve a grain refinement after casting.
  • the invention has for its object to further develop a copper alloy to further develop this with respect to the stress relaxation resistance and other material properties.
  • the alloy with low metal value is based on the technological properties of the bronzes CuSn4 (C51100) and CuSn6 (C51900).
  • the manufacturing process should be as simple as possible. In terms of tensile strength, values of 600 MPa and electrical conductivity should be at least 20% IACS.
  • the processed as a strip of copper alloy should be well bendable and can be used as a spring material.
  • the invention is represented by the features of claim 1.
  • the other dependent claims relate to advantageous embodiments and further developments of the invention.
  • the invention includes a copper alloy which has been subjected to a thermomechanical treatment consisting of (in% by weight):
  • Ni optionally 0.05 to 0.5%
  • finely divided iron-containing particles are contained in the alloy matrix.
  • the copper alloy according to the invention is primarily ribbon, wire or tubular material, with the main constituents copper, zinc, tin and iron.
  • the zinc content between 15.5 and 36.0% is selected in the alloy in particular according to the criterion that an easily deformable, single-phase alloy is obtained.
  • the single-phase basic structure consists of alpha phase. Also, the basic structure must be suitable to absorb the finest possible precipitates of other elements. It has been shown that the zinc content should not exceed 36.0%, as otherwise sets a less favorable phase properties in the alloy. In a preferred embodiment the zinc content of a maximum of 32.0% is not exceeded. In particular, in excess of the specified value zinc content occurs in this context unwanted brittle beta phase.
  • a higher tin content in the alloy according to the invention has an effect on the strength and on the relaxation resistance.
  • the tin content should not exceed 3.0%, as the conductivity and bendability are negatively affected.
  • Tin concentration is kept as low as possible, but at a level below 0.3%, no significant impact on alloy properties is expected.
  • Iron is responsible for the formation of precipitate particles and thus for an improvement in the relaxation properties in comparison to conventional brasses.
  • the precipitation formation can be controlled and optimized during the manufacturing process. In particular, precipitates form in this alloy during a hot rolling step
  • Hardening mechanisms are primarily supported by the element iron.
  • the iron-containing particles present in the alloy matrix are formed in the sub-micron range.
  • the other elements optionally contained in the alloy can bring about a further improvement in the properties of the alloy with regard to the process control or else have an effect on the production process in the molten phase.
  • the relaxation resistance is significantly improved compared to the conventional brass rings and is only slightly below the values customary for bronze. With respect to the relaxation resistance, therefore, the present brass alloy is in the range of commercial tin bronzes. In the alloy according to the invention special emphasis is placed on their
  • Microstructure which identifies a special combination of main textures due to the processing steps.
  • the texture is produced during the thermomechanical treatment due to different rolling processes.
  • Walzumform Institute can on the one hand cold rolling and intermediate annealing and on the other hand hot rolling processes in conjunction with other
  • the desired material characteristics are for example for the construction of spring elements of particular interest, because thereby the stiffness of the spring and its load capacity are determined. There is a narrow
  • Cubic face-centered metals usually form two different types of textures after high rolling deformation, depending on their stacking fault energy.
  • copper rolling texture which is composed of the ideal layers, the so-called brass layer and the S-layer and the copper layer.
  • alloy rolling texture is formed of low staple fault energy metallic materials, which include most copper alloys, and which consists essentially of the brass layer.
  • the particular advantage is that the resistance to stress relaxation of the alloy of the present invention is significantly better than that of tin-free and iron-free copper-zinc alloys and that the alloy simultaneously has a lower metal value than copper-tin-phosphorus alloys.
  • the Cu-Zn-Sn-Fe materials according to the invention also exhibit a more favorable softening behavior than the tin bronze used in comparable products.
  • the loss of strength at any rate decreases with the onset of recrystallization.
  • the iron-containing particles present in the alloy matrix are consistently sufficiently small in the sub-micron range that good tin-plating and processability to a plug connector is ensured.
  • the desired intermetallic phases can be formed with the copper of the alloy matrix during hot-dip galvanizing. Even with galvanic tinning with a subsequent reflow treatment, the advantageous intermetallic phases form uniformly over the entire surface.
  • the prerequisite for the uniformly tin-pliable surface is that the small particles do not undergo significant stretching in the rolling direction during mechanical forming by means of hot rolling or cold rolling in the matrix.
  • the content of tin 0.7% to 1, 5% and of iron from 0.5% to 0.7%.
  • a lower tin content within the stated limits is therefore particularly advantageous, because in this way the conductivity and the bendability of the alloy are further improved.
  • the specified iron content is selected so that particularly fine iron-containing particles form in the alloy matrix. However, these particles still have the size to significantly improve the mechanical properties.
  • the zinc content may be between 21.5% and 31.5%.
  • the desired single-phase alpha-phase alloy can be produced.
  • Such alloys are easier to form and still suitable for a fine Excretion distribution of iron-containing particles.
  • the zinc content may be between 28.5% to 31.5%.
  • Ratio of the proportions of the main textures of brass layer and copper layer are less than 1. Compared to the known brass alloys of similar composition, but without iron precipitates, this quotient shows the peculiarities of this alloy. While in comparable studies pure CuZn30 alloys have a quotient of more than 1.2, the desired mechanical properties develop in the strip material given a low ratio of the brass layer to the copper layer. The amount of stiffness and resilience of spring materials is determined.
  • the ratio of the proportions of the main textural layers of brass layer and copper layer can be between 0.4 to 0.90. In the specified range, particularly favorable mechanical properties of the alloy are formed.
  • finely divided iron-containing particles with a diameter smaller than 1 ⁇ be present at a density of at least 0.5 particles per ⁇ 2 in the alloy matrix.
  • the combination of particle size and their distribution in the alloy ultimately shape the mechanical properties.
  • Diameter smaller than 1 ⁇ is more than 99% pronounced and primarily determining the advantageous properties.
  • the middle one is more than 99% pronounced and primarily determining the advantageous properties.
  • Particle diameter of the finely divided iron-containing particles even smaller than 50 to 100 nm. If such small particles subjected to mechanical deformation by means of hot rolling or cold rolling, so they undergo no significant stretching in the rolling direction, from which then the good tin plating of
  • the mean grain size of the alloy matrix can be less than 10 ⁇ . More preferably, however, the mean grain size is at most 5 ⁇ .
  • Comparative Example 1 (CuZn23.5Sn1.0): fine-grained
  • the alloy components were melted in graphite crucible and
  • the composition of a laboratory block is Cu 75.47% -Zn 23.47% -Sn 1.06% (see Table 1). After milling at 22 mm thickness, the samples were hot rolled to 12 mm at 700-800 ° C and then milled to 10 mm.
  • the alloy was annealed at 500 ° C. for 3 hours. In this case, a yield strength of 109 MPa was achieved with a grain size of 30- 35 pm and a conductivity of 26.5% IACS. After the subsequent cold rolling at 0.33 mm and annealing at 320 ° C / 3 h, the yield strength is
  • yield strengths of 541 MPa at an A10 elongation of 19.3% and a conductivity of 25.1% IACS were obtained at 24% previous cold work.
  • the minimum bending radius minBR in relation to the strip thickness t (minBR / t vertical / parallel) in the V die is 0.4 / 1, 2.
  • the stress relaxation resistance is 92.3% after 100 ° C / 1000 h and 82.1% of the initial stress after 120X / 1000 h.
  • yield strengths were achieved by
  • the stress relaxation resistance is 90.2% after 100 ° C./1000 h and, after 120 ° C./1000 h, 79.8% of the initial stress.
  • Bending radius based on the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 0.4 / 2.8.
  • the composition corresponds to that of Comparative Example 1, the production is the same as in Comparative Example 1 to 0.30 mm cold rolling. However, unlike Comparative Example 1, the second annealing does not occur 320X / 3 h, but at 520X / 3 h.
  • the yield strength is 106 MPa at a particle size of 45 ⁇ and a conductivity of 27.9% IACS.
  • yield strengths of 378 MPa at an A10 elongation of 33.7% and a conductivity of 26.9% IACS were achieved at 24% previous cold work.
  • the minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 2.4 / 1.6.
  • the stress relaxation resistance is 94.7% after 100 ° C / 1000 h and 93.0% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h.
  • yield strengths of 503 MPa were achieved with an A10 elongation of 10.2%, a conductivity of 26.5% IACS and minBR / t perpendicular / parallel of 3.5 / 4.0.
  • the stress relaxation resistance is 96.1% after 100 ° C / 1000 h and 91.2% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h.
  • Fine grain production (541 MPa) can be achieved with 24% speed. At the same time, however, the A10 strains in fine grain production are more favorable at 19.3% compared to 10.2% for coarse grain production. Similarly cheap are the
  • the alloy components were melted in a graphite crucible and then laboratory blocks were cast in steel molds by the Tammann method.
  • the composition of the laboratory block is Cu74.95% - Zn23.40% - Sn1, 06% FeO, 59%, see Table 1.
  • the samples were hot rolled to 12 mm at 700-800 ° C and then milled to 10 mm.
  • the microstructure shows smaller, ⁇ 1 pm particles after hot rolling.
  • the ⁇ 1 pm particles were identified as Fe-containing by EDX.
  • the alloy was annealed at 500 ° C. for 3 hours. Here was a
  • yield strengths of 686 MPa were obtained with an A10 elongation of 6.5%, a conductivity of 22.8% IACS, and a minimum / average of 4/10 RPM / t.
  • yield strengths of 632 MPa at an A10 elongation of 9.4% and a conductivity of 23.2% IACS were achieved at 24% previous cold work.
  • the minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 3.2 / 4.8.
  • the stress relaxation resistance is 90.8% after 100 ° C / 1000 h and 80.1% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h.
  • yield strengths were achieved by
  • the Fe-containing fine-grained variant after the final annealing at 300 ° C / 5 min by 82 MPa (24% roll) or 64 MPa (40% rolling) higher yield strength.
  • 620 MPa can be achieved with different production.
  • CuZn23.5Sn1, 0Fe0.6 achieves a yield strength of 623 MPa after 24% rolling and final annealing at 300 ° C / 5 min and CuZn23.5Sn1, 0 a yield strength of 622 MPa after 40% rolling and final annealing at 300 ° C / 5 minute
  • the A10 strains in the Fe-containing variant are higher at 10.5% compared to 4.6% for CuZn23.5Sn1.0.
  • the stress relaxation resistance of both variants is similar.
  • Average particle density is 1, 2 / ⁇ 2 .
  • the alloy components were melted in graphite crucible and
  • the composition of the laboratory block is Cu74.77% -Zn23.45% -Sn1, 04% FeO, 56% -P0.19%, see Table 1. After milling at 22 mm thickness, the samples were at 700-800 ° C at 12 mm
  • the microstructure shows smaller, ⁇ 1 pm particles. In addition, some coarser,> 1 pm particles are present in the matrix.
  • the particles were identified by FeX as FeP-containing.
  • the alloy was annealed at 500 ° C. for 3 hours.
  • a yield strength of 293 MPa was achieved with a particle size of 10 pm and a conductivity of 26.6% IACS.
  • the yield strength is 393 MPa with a grain size of 3-4 pm and a conductivity of
  • yield strengths of 710 MPa were achieved with an A10 elongation of 3.11%, a conductivity of 23.7% IACS, and a minimum / min of 3.5 / 1 1.
  • the stress relaxation resistance is 100 ° C / 1000 h 90.1% and after 120 ° C / 1000 h 79.6% of the initial stress.
  • Bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 2/6.
  • the stress relaxation resistance is 93.5% after 100 ° C / 1000 h and 81.0% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h. at
  • the FeP-containing fine-grained variant after the final annealing at 300 ° C / 5 min by 92 MPa (24% roll) or 88 MPa (40% rolling) higher yield strength.
  • Example 5 (CuZn23.5Sn1.0 Fe0.6P0.2): - coarse-grained
  • Example 4 The composition corresponds to that of Example 4, the production is the same as in Example 4 to cold rolling at 0.33 mm. However, unlike Example 4, the second annealing does not take place at 370 ° C./3 h but at 520 ° C./3 h. This results in a yield strength of 212 MPa with a grain size of 10-25pm and a conductivity of 26.7% IACS. After rolling at final caliper and tempering at 300 ° C / 5 minutes, yield strengths of 534 MPa at an A10 elongation of 23.1% and a conductivity of 24.5% IACS were achieved at 24% previous cold work. The minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 2.4 / 3.2. The stress relaxation resistance is after
  • Example 4 shows after the second annealing 180 MPa higher yield strength of the fine-grained structure compared to the coarse-grained structure.
  • the subsequent cold working reduces this difference to 60 MPa for the 24% deformed and 40 MPa for the 40% deformed sample.
  • the difference in the yield strength between coarse grain and fine grain is 100 MPa
  • the alloy components were melted in graphite crucible and Subsequently, using the Tammann method, laboratory blocks were placed in
  • the composition of the laboratory block is Cu68.26% -Zn30.16% -Sn1, 03% FeO, 55%, see Table 1.
  • the samples were hot rolled at 1200 mm at 700-800 ° C and then milled to 10 mm.
  • the microstructure shows after hot rolling smaller, ⁇ 1 ⁇ particles.
  • the ⁇ 1 ⁇ particles were identified by means of EDX as Fe-containing.
  • the alloy was annealed at 500 ° C. for 3 hours. In this case, a yield strength of 339 MPa was achieved with a grain size of 5 pm and a conductivity of 23.1% IACS.
  • strip casting is also considered in this context.
  • a part was annealed at 520 ° C / 3 h. In this case, a yield strength of 340 MPa at a grain size of 3- 4 pm and a conductivity of 23% IACS was obtained.
  • the minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 0/0.
  • the stress relaxation resistance is 88% after 100 ° C / 1000 h and 76.7% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h.
  • yield strengths of 550 MPa were achieved with an A10 elongation of 21.3%, a conductivity of 21.9% IACS and minBR / t perpendicular / parallel of 0.9 / 0.4.
  • the stress relaxation resistance is 88.3% after 100 ° C / 1000 h and 75.6% of the initial stress after 120X / 1000 h.
  • yield strengths of 505 MPa were achieved at 12% previous cold work, with an A10 elongation of 18.5% and a conductivity of 22.6% IACS.
  • the minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 0/0.
  • the stress relaxation resistance is 87.3% after 100 ° C / 1000 h and 76.2% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h.
  • yield strengths of 564 MPa were achieved with an A10 elongation of 19.9%, a conductivity of 22.2% IACS and minBR / t perpendicular / parallel of 0.9 / 0.6.
  • the stress relaxation resistance is 88.4% after 100X / 1000 h and 77.6% of the initial stress after 120X / 1000 h.
  • yield strengths of 704 MPa were achieved with an A10 elongation of 2.9%, a conductivity of 21.5% IACS and minBR / t perpendicular / parallel of 2 / 6.4.
  • the stress relaxation resistance is 77.5% after 100 ° C / 1000 h and 61.8% after 120X / 1000 h
  • yield strengths of 765 MPa were achieved with an A10 elongation of 1.5%, a conductivity of 21.6% IACS, and a minimum / average of 4.0 / 9.2 minBR / t.
  • the stress relaxation resistance is 76.8% after 100 ° C / 1000 h and 59.9% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h.
  • the microstructure of a flat section from the final state was represented by an AsB detector on a scanning electron microscope. At an image magnification of 5000: 1 and 10000: 1, the number of particles per 1 pm 2 image detail was counted.
  • the diameter of at least 90% of the iron particles is less than 200 nm. With less than 10%, iron particles with a diameter of 200 nm to 1 pm exist.
  • the average particle density is 0.9 particles per ⁇ m 2 .
  • Comparative alloy CuZn30 a value of 1.38 at a rolling degree of 47% at the final forming.
  • S / R position the respectively originating from the rolling texture or recrystallization texture are in the Euler space
  • the strips were hot-tinned with a layer thickness of 2-3 pm.
  • the tinning result is poor, pores and streaks occur.
  • the line inhomogeneities on the tinned surface go back to the elongated Fe lines, where no Cu is present to form an intermetallic phase.
  • the alloy components were melted in graphite crucible and
  • the composition of the laboratory block is Cu 73.82% Zn 23.19% -Sn 1, 04% Fe 1.95%, see Table 1. After milling at 22 mm thickness, the samples were hot rolled at 1200 mm at 700-800 ° C. The microstructure shows similar to CuZn23,5Sn1, 0Fe0,6 smaller, under 1 ⁇ particles.
  • the alloy was annealed at 500 ° C / 3h. In this case, a yield strength of 362 MPa was achieved with a grain size of 2- 3 ⁇ and a conductivity of 24.2% IACS. After the subsequent
  • the yield strength is 386 MPa at a particle size of 2 ⁇ and a conductivity of 24.0% IACS.
  • yield strengths of 642 MPa at an A10 elongation of 8.4% and a conductivity of 23.1% IACS were achieved at 24% previous cold work.
  • the minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 2/5.
  • yield strengths of 712 MPa were achieved with an A10 elongation of 5.0%, a conductivity of 22.4% IACS, and minBR / t perpendicular / parallel of 2.5 / 9.
  • DIN EN 60068-2-20 performed on the samples tempered at 300 ° C / 5min. The samples were pickled and brushed. The solder bath was made of Sn60Pb40 at 235 ° C. The test was carried out at a dipping speed of 25 mm / sec and a residence time of 5 sec using as the flux pure rosin at 260 g / l. During the subsequent visual inspection, the samples were rated as poor due to strong dewetting.
  • the reason for the poor tininess of the samples are the elongated Fe-containing lines. At this Cu is not present for the formation of an intermetallic phase and there are undesirable inhomogeneities on the tinned ribbons.
  • Table 2 Properties after final cold rolling to final thickness and annealing 250 ° C / 3h
  • Table 3 Properties after final cold rolling to final thickness and annealing 300 ° C / 5min

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Abstract

The invention relates to a copper alloy that has been subjected to a thermo-mechanical treatment, composed of (in wt%) 15.5 to 36.0% Zn, 0.3 to 3.0% Sn, 0.1 to 1.5% Fe, optionally also 0.001 to 0.4% P, optionally also 0.01 to 0.1% Al, optionally also 0.01 to 0.03% Ag, Mg, Zr, In, Co, Cr, Ti, Mn, optionally also 0.05 to 0.5% Ni, the remainder copper and unavoidable contaminants, wherein the microstructure of the alloy is characterized in that the proportions of the main texture layers are at least 10 vl% copper layer, at least 10 vl% S/R layer, at least 5 vl% brass layer, at least 2 vl% Goss layer, at least 2 vl% 22RD-cube layer, at least 0.5 vl% cube layer, and finely distributed iron-containing particles are contained in the alloy matrix.

Description

Beschreibung  description
Kupferlegierung copper alloy
Die Erfindung betrifft eine Kupferlegierung gemäß dem Oberbegriff des The invention relates to a copper alloy according to the preamble of
Anspruchs 1. Claim 1.
Elektronische Bauteile, einschließlich Anschlusskontakte, bilden die Grundlage der Informationstechnologie. Eine der wichtigsten Betrachtungen bei jedem Electronic components, including terminal contacts, form the basis of information technology. One of the most important considerations in each
Anschlusskontakt ist eine Optimierung der Ausführungsform bei geringsten Kosten. Mit dem fortwährenden Preisdruck besteht in der Elektronikindustrie unter anderem ein Bedarf an alternativen Materialien zu solchen, welche die Terminal contact is an optimization of the embodiment at the lowest cost. With the continuing price pressure in the electronics industry, there is a demand, among other things, for alternative materials to those which the
gewünschten Eigenschaften aufweisen, und die zudem auch preiswert sind. have desired properties, and also are also inexpensive.
Gewünschte Eigenschaften einer Legierung sind beispielsweise eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie eine hohe Spannungsrelaxations- beständigkeit und Zugfestigkeit. Als Anschlussklemmen und auch für andere elektrische und thermische Anwendungen werden typischerweise Kupferlegierungen aufgrund ihres allgemein hervorragenden Korrosionswiderstandes, der hohen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit, sowie der guten Lager- und Verschleißqualitäten verwendet. Kupferlegierungen sind auch aufgrund ihrer guten Kaltbearbeitungs- oder Warmbearbeitungseigenschaften und ihres guten Verformungsverhaltens geeignet. Desired properties of an alloy include, for example, high electrical and thermal conductivity and high stress relaxation resistance and tensile strength. As terminals and also for other electrical and thermal applications, copper alloys are typically used because of their generally excellent corrosion resistance, high electrical and thermal conductivity, and good bearing and wear qualities. Copper alloys are also suitable because of their good cold working or hot working properties and their good deformation behavior.
Aus der Druckschrift- EP 1 290 234 B1 ist eine Kupferlegierung bekannt, die bereits eine kostengünstigere Alternative zu sonst üblichen Kupferlegierungen mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, hoher Zugfestigkeit und hoher Umformfestigkeit ausweist. Die Legierung besteht aus 13 bis 15 % Zink, 0,7 bis 0,9 % Zinn, 0,7 bis 0,9 % Eisen und einen Restausgleich an Kupfer. Aufgrund des Zinks, mit einem derzeit am Markt vergleichsweise geringen Metallwert, können Kosten im From document EP 1 290 234 B1, a copper alloy is known, which already provides a more cost-effective alternative to conventional copper alloys with high electrical conductivity, high tensile strength and high resistance to deformation identifies. The alloy consists of 13 to 15% zinc, 0.7 to 0.9% tin, 0.7 to 0.9% iron and a balance of copper. Due to the zinc, with a comparatively low metal value currently on the market, costs in the
Grundmaterial eingespart werden. Saved base material.
Aus der Patentschrift US 3,816,109 ist eine Kupferlegierung bekannt, die einen Zinkanteil von maximal 15,0 % aufweist. Der Eisengehalt liegt zwischen 1 ,0 und 2,0 %. Mit dieser Zusammensetzung wird eine vergleichsweise gute elektrische Leitfähigkeit in Verbindung mit einer ausreichenden Zugfestigkeit erzielt. From the patent US 3,816,109 a copper alloy is known which has a maximum zinc content of 15.0%. The iron content is between 1, 0 and 2.0%. With this composition, a comparatively good electrical conductivity is achieved in conjunction with a sufficient tensile strength.
Des Weiteren sind aus der Patentschrift US 6,132,528 Kupfer-Zinn-Eisen-Zink- Legierungen bekannt, die einen höheren Zink-Gehalt von bis zu 35,0 % Furthermore, US Pat. No. 6,132,528 discloses copper-tin-iron-zinc alloys which have a higher zinc content of up to 35.0%.
aufweisen. Der Eisenanteil liegt zwischen 1 ,6 und 4,0 %. Die Eisenzugabe hat dabei die Funktion, eine Kornfeinung bereits nach dem Gießen zu erzielen. exhibit. The iron content is between 1, 6 and 4.0%. The addition of iron has the function to achieve a grain refinement after casting.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupferlegierung dahingehend weiterzuentwickeln, um diese bezüglich der Spannungsrelaxationsbeständigkeit und weiteren Materialeigenschaften weiterzuentwickeln. Insbesondere verarbeitet als Bandwerkstoff soll sich die Legierung bei gleichzeitig geringem Metallwert an den technologischen Eigenschaften der Bronzen CuSn4 (C51100) und CuSn6 (C51900) orientieren. Außerdem sollte der Fertigungsweg möglichst einfach gestaltet sein. Hinsichtlich der Zugfestigkeit sollten Werte von 600 MPa, die elektrische Leitfähigkeit wenigstens 20 % IACS betragen. Außerdem sollte die als Band verarbeitete Kupferlegierung gut biegbar sein und als Federwerkstoff eingesetzt werden können. The invention has for its object to further develop a copper alloy to further develop this with respect to the stress relaxation resistance and other material properties. In particular, processed as a strip material, the alloy with low metal value is based on the technological properties of the bronzes CuSn4 (C51100) and CuSn6 (C51900). In addition, the manufacturing process should be as simple as possible. In terms of tensile strength, values of 600 MPa and electrical conductivity should be at least 20% IACS. In addition, the processed as a strip of copper alloy should be well bendable and can be used as a spring material.
Die Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 wiedergegeben. Die weiteren rückbezogenen Ansprüche betreffen vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung. Die Erfindung schließt eine Kupferlegierung ein, welche einer thermemechanischen Behandlung unterzogen wurde, bestehend aus (in Gew.-%): The invention is represented by the features of claim 1. The other dependent claims relate to advantageous embodiments and further developments of the invention. The invention includes a copper alloy which has been subjected to a thermomechanical treatment consisting of (in% by weight):
15,5 bis 36,0 % Zn, 15.5 to 36.0% Zn,
0,3 bis 3,0 % Sn, 0.3 to 3.0% Sn,
0,1 bis 1 ,5 % Fe, 0.1 to 1.5% Fe,
wahlweise noch 0,001 bis 0,4 % P, optionally between 0.001 and 0.4% P,
wahlweise noch 0,01 bis 0,1 % AI, optionally 0.01 to 0.1% AI,
wahlweise noch 0,01 bis 0,3 % Ag, Mg, Zr, In, Co, Cr, Ti, Mn, optionally 0.01 to 0.3% Ag, Mg, Zr, In, Co, Cr, Ti, Mn,
wahlweise noch 0,05 bis 0,5 % Ni, optionally 0.05 to 0.5% Ni,
Rest Kupfer und unvermeidbaren Verunreinigungen, wobei die Mikrostruktur derResidual copper and unavoidable impurities, the microstructure of the
Legierung dadurch gekennzeichnet ist, Alloy characterized
dass die Anteile der Haupttexturlagen aus that the proportions of the main textures out
wenigstens 10 Vol.-% Kupferlage, at least 10% by volume of copper layer,
wenigstens 10 Vol.-% S/R-Lage, at least 10% by volume of S / R layer,
wenigstens 5 Vol.-% Messinglage, at least 5% by volume brass layer,
wenigstens 2 Vol.-% Gosslage, at least 2% by volume of Gosslage,
wenigstens 2 Vol.-% 22RD-Würfellage, at least 2% by volume 22RD cube layer,
wenigstens 0,5 Vol.-% Würfellage betragen, und at least 0.5% by volume of the cube layer, and
fein verteilte eisenhaltige Partikel in der Legierungsmatrix enthalten sind. finely divided iron-containing particles are contained in the alloy matrix.
Bei der erfindungsgemäßen Kupferlegierung handelt es sich in erster Linie um Band, Draht oder rohrförmiges Material, mit den Hauptbestandteilen Kupfer, Zink, Zinn und Eisen. Der Zinkgehalt zwischen 15,5 und 36,0 % wird in der Legierung insbesondere nach dem Kriterium ausgewählt, dass eine leicht umformbare, einphasige Legierung erhalten wird. Das einphasige Basisgefüge besteht dabei aus Alphaphase. Auch muss das Basisgefüge geeignet sein, möglichst feine Ausscheidungen anderer Elemente aufzunehmen. Es hat sich gezeigt, dass der Zinkgehalt dabei 36,0 % nicht übersteigen sollte, da sich sonst eine ungünstigere Phasenbeschaffenheit in der Legierung einstellt. In bevorzugter Ausgestaltung wird der Zinkgehalt von maximal 32,0 % nicht überschritten. Insbesondere bei über den angegebenen Wert hinausgehenden Zinkgehalten tritt die in diesem Zusammenhang unerwünschte spröde Betaphase auf. Andererseits zeigen umfangreiche Untersuchungsergebnisse einer Legierungsvariante mit 30,0 % Zink, dass die gewünschten Eigenschaften noch sichergestellt sind. Eine wichtige Eigenschaft der Legierung ist ihre Beständigkeit gegen Spannungsrelaxation und Spannungsrisskorrosion. Andererseits sind auch wirtschaftliche Aspekte bei der erfindungsgemäßen Lösung zu nennen. So ist derzeit das Element Zink im Markt noch ausreichend günstig zu beziehen und verfügbar, um damit im Metallpreis günstigere Legierungen herzustellen, deren Eigenschaften an bisher bekannte Legierungen zumindest heranreicht. So besitzen die erfindungsgemäßen The copper alloy according to the invention is primarily ribbon, wire or tubular material, with the main constituents copper, zinc, tin and iron. The zinc content between 15.5 and 36.0% is selected in the alloy in particular according to the criterion that an easily deformable, single-phase alloy is obtained. The single-phase basic structure consists of alpha phase. Also, the basic structure must be suitable to absorb the finest possible precipitates of other elements. It has been shown that the zinc content should not exceed 36.0%, as otherwise sets a less favorable phase properties in the alloy. In a preferred embodiment the zinc content of a maximum of 32.0% is not exceeded. In particular, in excess of the specified value zinc content occurs in this context unwanted brittle beta phase. On the other hand, extensive examination results of an alloy variant with 30.0% zinc show that the desired properties are still ensured. An important property of the alloy is its resistance to stress relaxation and stress corrosion cracking. On the other hand, economic aspects are to be mentioned in the inventive solution. Thus, at present, the element zinc in the market still sufficiently cheap to obtain and available to produce in the metal price cheaper alloys, whose properties of previously known alloys at least enough. Thus, the inventive
Legierungen einen geringeren Metallwert als herkömmliche Kupfer-Zinn- Phosphor-Legierungen. An diesen Legierungen sollen sich auch die Alloys a lower metal value than conventional copper-tin-phosphorus alloys. These alloys should also be the
Materialeigenschaften orientieren. Orient material properties.
Aus technischer Sicht wirkt sich ein in der erfindungsgemäßen Legierung höherer Zinngehalt auf die Festigkeit und auf die Relaxationsbeständigkeit aus. Auf der anderen Seite sollte der Zinngehalt 3,0 % nicht übersteigen, da die Leitfähigkeit und die Biegbarkeit hiervon negativ beeinflusst werden. Prinzipiell soll die From a technical point of view, a higher tin content in the alloy according to the invention has an effect on the strength and on the relaxation resistance. On the other hand, the tin content should not exceed 3.0%, as the conductivity and bendability are negatively affected. In principle, the
Zinnkonzentration so niedrig wie möglich gehalten werden, bei einem Anteil unter 0,3 % ist jedoch kein wesentlicher Einfluss auf die Legierungseigenschaften mehr zu erwarten. Tin concentration is kept as low as possible, but at a level below 0.3%, no significant impact on alloy properties is expected.
Eisen ist für die Bildung von Ausscheidungsteilchen und damit für eine Ver- besserung der Relaxationseigenschaften im Vergleich zu üblichen Messingen verantwortlich. Die Ausscheidungsbildung kann während des Fertigungsprozesses gesteuert und optimiert werden. Insbesondere bilden sich Ausscheidungen in dieser Legierung während einem Warmwalzschritt mit einer Iron is responsible for the formation of precipitate particles and thus for an improvement in the relaxation properties in comparison to conventional brasses. The precipitation formation can be controlled and optimized during the manufacturing process. In particular, precipitates form in this alloy during a hot rolling step
darauffolgenden gezielten Abkühlung. Die in der Legierung wirksamen subsequent targeted cooling. The effective in the alloy
Härtungsmechanismen werden in erster Linie durch das Element Eisen getragen. Die in der Legierungsmatrix vorhandenen eisenhaltigen Partikel bilden sich dabei im Submikrometerbereich aus. Die weiteren wahlweise in der Legierung enthaltenen Elemente können im Hinblick auf die Prozessführung eine weitere Eigenschaftsverbesserung der Legierung bewirken oder auch beim Herstellungs- prozess in der schmelzflüssigen Phase ihre Wirkung zeigen. Eine weitere Hardening mechanisms are primarily supported by the element iron. The iron-containing particles present in the alloy matrix are formed in the sub-micron range. The other elements optionally contained in the alloy can bring about a further improvement in the properties of the alloy with regard to the process control or else have an effect on the production process in the molten phase. Another
Schlüsseleigenschaft ist bei Bändern die Biegbarkeit, die sich insbesondere bei höheren Zinkgehalten verbessert. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass sowohl für niedrige wie auch für hohe Zinkgehalte in etwa gleich hohe  The key feature of tapes is the bendability, which improves especially with higher zinc contents. The investigation results show that both for low as well as for high zinc contents approximately the same
Restspannungen in der Legierung auftreten. Wesentlich dabei ist, dass bei der erfindungsgemäßen Legierung die Relaxationsbeständigkeit deutlich gegenüber den üblichen Messingen verbessert wird und nur knapp unterhalb der für Bronze üblichen Werte liegt. Bezüglich der Relaxationsbeständigkeit liegt folglich die vorliegende Messinglegierung im Bereich der handelsüblichen Zinnbronzen. Bei der erfindungsgemäßen Legierung liegt besonderes Gewicht auf derenResidual stresses in the alloy occur. It is essential that with the alloy according to the invention the relaxation resistance is significantly improved compared to the conventional brass rings and is only slightly below the values customary for bronze. With respect to the relaxation resistance, therefore, the present brass alloy is in the range of commercial tin bronzes. In the alloy according to the invention special emphasis is placed on their
Mikrostruktur, die aufgrund der Bearbeitungsschritte eine besondere Kombination an Haupttexturlagen ausweist. Die Textur entsteht in der Fertigung bei der thermomechanischen Behandlung aufgrund unterschiedlicher Walzprozesse. Walzumformungen können einerseits Kaltwalzschritte und Zwischenglühungen sowie andererseits Warmwalzprozesse in Verbindung mit weiteren Microstructure, which identifies a special combination of main textures due to the processing steps. The texture is produced during the thermomechanical treatment due to different rolling processes. Walzumformungen can on the one hand cold rolling and intermediate annealing and on the other hand hot rolling processes in conjunction with other
Kaltwalzschritten und Zwischenglühungen umfassen. Die Ausbildung der erfindungsgemäßen Legierung mit den angegebenen Haupttexturlagen muss prozesstechnisch dabei genau auf die Ausbildung der fein verteilen eisenhaltigen Partikel in Verbindung mit den jeweiligen Abwalzgraden abgestimmt sein. Nur so kann das Optimum der erwarteten Eigenschaftskombinationen erreicht werden.  Include cold rolling and intermediate annealing. The formation of the alloy according to the invention with the stated main textural layers must be technically coordinated in this case exactly to the formation of finely divided iron-containing particles in conjunction with the respective rolling degrees. Only then can the optimum of the expected property combinations be achieved.
Die angestrebten Werkstoffkenngrößen sind beispielsweise für die Konstruktion von Federelementen von besonderem Interesse, weil dadurch die Steifheit der Feder und ihre Belastbarkeit bestimmt werden. Dabei besteht ein enger The desired material characteristics are for example for the construction of spring elements of particular interest, because thereby the stiffness of the spring and its load capacity are determined. There is a narrow
Zusammenhang zwischen den sich einstellenden Texturlagen und der sich hieraus ergebenden mechanischen Anisotropie. Kubisch flächenzentrierte Metalle bilden nach hoher Walzverformung in Abhängigkeit von ihrer Stapelfehlerenergie in der Regel zwei unterschiedliche Texturtypen aus. Bei Metallen mit mittlerer bis hoher Stapelfehlerenergie, wie Aluminium und Kupfer, findet man die sogenannte Kupferwalztextur, welche aus den Ideallagen, der sogenannten Messinglage sowie der S-Lage und der Kupferlage zusammengesetzt ist. Der zweite Grenztyp ist die sogenannte Legierungswalztextur, welche von metallischen Werkstoffen niedriger Stapelfehlerenergie, zu denen auch die meisten Kupferlegierungen gehören, ausgebildet wird und welche im Wesentlichen aus der Messinglage besteht. Texturuntersuchungen an Kupfer und Kupfer-Zink-Legierungen sowie elektronenmikroskopische Untersuchungen an Kupfer und CuZn30 in jüngster Zeit haben ergeben, dass sich CuZn30 bei niederen Umformgraden bezüglich der Mikrostruktur und der Texturausbildung ähnlich verhält wie Kupfer und erst bei mittleren bis hohen Walzgraden infolge der dann einsetzenden Zwillings- und Scherbandbildungen sich die typische Messingwalztextur einstellt. Bei niederen Walzgraden hat man demnach auch bei Kupferlegierungen mit niederer Connection between the self-adjusting texture layers and the itself resulting mechanical anisotropy. Cubic face-centered metals usually form two different types of textures after high rolling deformation, depending on their stacking fault energy. For metals with medium to high stacking fault energy, such as aluminum and copper, you will find the so-called copper rolling texture, which is composed of the ideal layers, the so-called brass layer and the S-layer and the copper layer. The second limit type is the so-called alloy rolling texture, which is formed of low staple fault energy metallic materials, which include most copper alloys, and which consists essentially of the brass layer. Texture studies on copper and copper-zinc alloys as well as electron microscopic investigations on copper and CuZn30 recently have shown that CuZn30 behaves at low degrees of deformation in terms of microstructure and texture similar to copper and only at medium to high degrees of rolling due to the then onset of twins - and shear band formations sets the typical brass rolling texture. At low degrees of rolling, therefore, copper alloys are also lower
Stapelfehlerenergie mit dem Auftreten von Mischtexturtypen zu rechnen. Stacking fault energy to be expected with the occurrence of mixed textural types.
Folglich stellen sich bei Bändern der erfindungsgemäßen Legierung besonders vorteilhafte Texturen und Richtungsabhängigkeiten der mechanischen Eigenschaften ein. Durch verhältnismäßig geringe Abwalzgrade werden Texturtypen als Mischtextur zwischen den Grenzfällen Kupferlage einerseits und Messinglage andererseits ausgebildet. Die sich jeweils einstellenden vorteilhaften Eigenschaften sind davon unmittelbar abhängig. Consequently, in the case of strips of the alloy according to the invention, particularly advantageous textures and directional dependencies of the mechanical properties are established. By relatively low Abwalzgrade textural types are designed as a blend texture between the border cases copper layer on the one hand and brass layer on the other. The respectively adjusting advantageous properties are directly dependent on it.
Der besondere Vorteil besteht darin, dass die Beständigkeit der erfindungsgemäßen Legierung gegen Spannungsrelaxation wesentlich besser als zinn- und eisenfreie Kupfer-Zink-Legierungen ist und die Legierung gleichzeitig einen niedrigeren Metallwert als Kupfer-Zinn-Phosphor-Legierungen besitzt. Über- raschenderweise zeigen die erfindungsgemäßen Cu-Zn-Sn-Fe-Werkstoffe auch ein günstigeres Entfestigungsverhalten als die bei vergleichbaren Produkten eingesetzte Zinnbronze. Der Festigkeitsverlust fällt mit Beginn der Rekristallisation jedenfalls geringer aus. Die in der Legierungsmatrix vorhandenen eisenhaltigen Partikel sind im Submikrometerbereich durchweg ausreichend klein ausgebildet, dass eine gute Verzinnbarkeit und Verarbeitbarkeit zu einem Steckverbinder gewährleistet ist. Bei der vorliegenden Matrixbeschaffenheit können sich beim Feuerverzinnen die gewünschten intermetallischen Phasen mit dem Kupfer der Legierungsmatrix ausbilden. Auch bei galvanischem Verzinnen mit einer nachfolgenden Reflowbehandlung bilden sich die vorteilhaften intermetallischen Phasen einheitlich auf der gesamten Oberfläche aus. Eine wichtige The particular advantage is that the resistance to stress relaxation of the alloy of the present invention is significantly better than that of tin-free and iron-free copper-zinc alloys and that the alloy simultaneously has a lower metal value than copper-tin-phosphorus alloys. Surprisingly, the Cu-Zn-Sn-Fe materials according to the invention also exhibit a more favorable softening behavior than the tin bronze used in comparable products. The loss of strength at any rate decreases with the onset of recrystallization. The iron-containing particles present in the alloy matrix are consistently sufficiently small in the sub-micron range that good tin-plating and processability to a plug connector is ensured. In the case of the present matrix composition, the desired intermetallic phases can be formed with the copper of the alloy matrix during hot-dip galvanizing. Even with galvanic tinning with a subsequent reflow treatment, the advantageous intermetallic phases form uniformly over the entire surface. An important
Voraussetzung der einheitlich verzinnbaren Oberfläche ist, dass die kleinen Partikel bei einer mechanischen Umformung mittels Warmwalzen oder Kaltwalzen in der Matrix keine wesentliche Verstreckung in Walzrichtung erfahren. Im  The prerequisite for the uniformly tin-pliable surface is that the small particles do not undergo significant stretching in the rolling direction during mechanical forming by means of hot rolling or cold rolling in the matrix. in the
Gegensatz zu außerhalb der erfindungsgemäßen Lösung liegenden höheren Eisenanteilen tritt ein die Verzinnung störendes zellenförmiges Ausbreiten größerer Eisenpartikel nicht auf. In contrast to the higher iron fractions lying outside the solution according to the invention, a cell-shaped spreading of larger iron particles disturbing the tin-plating does not occur.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann der Gehalt von Zinn 0,7 % bis 1 ,5 % und von Eisen von 0,5 % bis 0,7 % betragen. Ein geringerer Zinngehalt in den angegebenen Grenzen ist deshalb besonders vorteilhaft, weil hierdurch die Leitfähigkeit und die Biegbarkeit der Legierung weiter verbessert werden. Der angegebene Eisengehalt ist so ausgewählt, dass sich besonders feine eisenhaltige Partikel in der Legierungsmatrix ausbilden. Diese Partikel haben allerdings immer noch die Größe, um die mechanischen Eigenschaften wesentlich zu verbessern. In a preferred embodiment of the invention, the content of tin 0.7% to 1, 5% and of iron from 0.5% to 0.7%. A lower tin content within the stated limits is therefore particularly advantageous, because in this way the conductivity and the bendability of the alloy are further improved. The specified iron content is selected so that particularly fine iron-containing particles form in the alloy matrix. However, these particles still have the size to significantly improve the mechanical properties.
Vorteilhafterweise kann der Zinkgehalt zwischen 21 ,5 % bis 31 ,5 % betragen. Insbesondere in diesem Bereich ist noch gesichert, dass die gewünschte einphasige, aus Alphaphase bestehende Legierung hergestellt werden kann. Derartige Legierungen sind leichter umformbar und noch geeignet für eine feine Ausscheidungsverteilung der eisenhaltigen Partikel. Des Weiteren kann vorteilhafterweise der Zinkgehalt zwischen 28,5 % bis 31 ,5 % betragen. Advantageously, the zinc content may be between 21.5% and 31.5%. In particular, in this area it is still ensured that the desired single-phase alpha-phase alloy can be produced. Such alloys are easier to form and still suitable for a fine Excretion distribution of iron-containing particles. Furthermore, advantageously, the zinc content may be between 28.5% to 31.5%.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das In a further advantageous embodiment of the invention, the
Verhältnis der Anteile der Haupttexturlagen aus Messinglage und Kupferlage kleiner als 1 betragen. Gegenüber den bekannten Messinglegierungen ähnlicher Zusammensetzung, jedoch ohne Eisenausscheidungen, zeigt dieser Quotient die Besonderheiten dieser Legierung. Während bei vergleichbaren Untersuchungen reine CuZn30-Legierungen einen Quotienten von über 1 ,2 aufweisen, bilden sich bei einem geringen Verhältnis der Messinglage zur Kupferlage die angestrebten mechanischen Eigenschaften im Bandmaterial aus. Die Höhe der Steifigkeit und der Belastbarkeit von Federmaterialien wird dadurch bestimmt. Ratio of the proportions of the main textures of brass layer and copper layer are less than 1. Compared to the known brass alloys of similar composition, but without iron precipitates, this quotient shows the peculiarities of this alloy. While in comparable studies pure CuZn30 alloys have a quotient of more than 1.2, the desired mechanical properties develop in the strip material given a low ratio of the brass layer to the copper layer. The amount of stiffness and resilience of spring materials is determined.
Vorteilhafter Weise kann das Verhältnis der Anteile der Haupttexturlagen aus Messinglage und Kupferlage zwischen 0,4 bis 0,90 liegen. In dem angegebenen Bereich werden besonders günstige mechanische Eigenschaften der Legierung ausgebildet. Advantageously, the ratio of the proportions of the main textural layers of brass layer and copper layer can be between 0.4 to 0.90. In the specified range, particularly favorable mechanical properties of the alloy are formed.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können fein verteilte eisenhaltige Partikel mit einem Durchmesser kleiner als 1 μητι bei einer Dichte von zumindest 0,5 Partikel pro μΐτι2 in der Legierungsmatrix vorliegen. Die Kombination der Partikelgröße und deren Verteilung in der Legierung prägen letztendlich die mechanischen Eigenschaften. Die beschriebene Feinverteilung mit einem In an advantageous embodiment of the invention finely divided iron-containing particles with a diameter smaller than 1 μητι be present at a density of at least 0.5 particles per μΐτι 2 in the alloy matrix. The combination of particle size and their distribution in the alloy ultimately shape the mechanical properties. The described fine distribution with a
Durchmesser kleiner als 1 μΐη ist zu über 99 % ausgeprägt und in erster Linie für die vorteilhaften Eigenschaften bestimmend. Im Regelfall ist der mittlere Diameter smaller than 1 μΐη is more than 99% pronounced and primarily determining the advantageous properties. As a rule, the middle one
Partikeldurchmesser der fein verteilten eisenhaltigen Partikel sogar kleiner als 50 bis 100 nm. Werden derart kleine Partikel einer mechanischen Umformung mittels Warmwalzen oder Kaltwalzen unterzogen, so erfahren diese keine wesentliche Verstreckung in Walzrichtung, woraus dann die gute Verzinnbarkeit der  Particle diameter of the finely divided iron-containing particles even smaller than 50 to 100 nm. If such small particles subjected to mechanical deformation by means of hot rolling or cold rolling, so they undergo no significant stretching in the rolling direction, from which then the good tin plating of
Oberfläche resultiert. Vorteilhafterweise kann die mittlere Korngröße der Legierungsmatrix kleiner als 10 μΐη betragen. Weiter bevorzugt liegt die mittlere Korngröße jedoch bei maximal 5 μιτι. Durch die Kombination der Korngröße der Legierungsmatrix in Verbindung mit der Größe der fein verteilten eisenhaltigen Partikel und deren Verteilung lässt sich ein Optimum der Legierungseigenschaften im Hinblick auf deren Surface results. Advantageously, the mean grain size of the alloy matrix can be less than 10 μηη. More preferably, however, the mean grain size is at most 5 μιτι. By combining the grain size of the alloy matrix in conjunction with the size of the finely divided iron-containing particles and their distribution can be an optimum of the alloy properties in terms of their
mechanischen Belastbarkeit, elektrische Leitfähigkeit, Beständigkeit gegen mechanical strength, electrical conductivity, resistance to
Spannungsrelaxation und Biegbarkeit erzielen. Achieve stress relaxation and bendability.
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Tabellen 1 bis 4 näher erläutert. Further embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to Tables 1 to 4.
In den Tabellen zusammengestellt: Compiled in the tables:
Tab. 1 Zusammensetzung der untersuchten Kupferlegierungen in  Tab. 1 Composition of the examined copper alloys in
Gewichtsprozent;  Weight percent;
Tab. 2 Eigenschaften der Legierung nach Tab. 1 nach dem letzten Kaltwalzen an  Tab. 2 Properties of the alloy according to Tab. 1 after the last cold rolling on
Enddicke und Glühen 250X/3 h;  Final thickness and annealing 250X / 3 h;
Tab. 3 Eigenschaften der Legierung nach Tab. 1 nach dem letzten Kaltwalzen an Tab. 3 Properties of the alloy according to Tab. 1 after the last cold rolling on
Enddicke und Glühen 300°C/5 min;  Final thickness and annealing 300 ° C / 5 min;
Tab. 4 Haupttexturlagen in Volumenprozent der Legierungen aus Tabelle 3. Tab. 4 Main textures in volume percent of the alloys from Table 3.
Die Zusammensetzung der einzelnen Beispiele und Vergleichsbeispiele ist Tabelle 1 zu entnehmen, die Ergebnisse der Endzustände sind in den Tabellen 2 und 3 enthalten. Vergleichsbeispiel 1 (CuZn23,5Sn1,0): -feinkörnig The composition of the individual examples and comparative examples is shown in Table 1, the results of the final states are contained in Tables 2 and 3. Comparative Example 1 (CuZn23.5Sn1.0): fine-grained
Die Legierungsbestandteile wurden im Graphittiegel erschmolzen und  The alloy components were melted in graphite crucible and
anschließend wurden über das Tammann-Verfahren Laborblöckchen in Subsequently, using the Tammann method, laboratory blocks were placed in
Stahlkokillen gegossen. Die Zusammensetzung eines Laborblöckchens beträgt Cu 75,47 %-Zn 23,47 %-Sn 1 ,06 % (siehe Tabelle 1). Nach dem Fräsen an 22 mm Dicke wurden die Proben bei 700-800 °C an 12 mm warmgewalzt und anschließend an 10 mm gefräst. Cast steel molds. The composition of a laboratory block is Cu 75.47% -Zn 23.47% -Sn 1.06% (see Table 1). After milling at 22 mm thickness, the samples were hot rolled to 12 mm at 700-800 ° C and then milled to 10 mm.
Nach dem Kaltwalzen an 1 ,8 mm wurde die Legierung bei 500°C/3 h geglüht. Hierbei wurde eine Dehngrenze erzielt von 109 MPa bei einer Korngröße von 30- 35 pm und einer Leitfähigkeit von 26,5 % IACS. Nach dem anschließenden Kaltwalzen an 0,33 mm und Glühen bei 320°C/3 h beträgt die Dehngrenze After cold rolling at 1.8 mm, the alloy was annealed at 500 ° C. for 3 hours. In this case, a yield strength of 109 MPa was achieved with a grain size of 30- 35 pm and a conductivity of 26.5% IACS. After the subsequent cold rolling at 0.33 mm and annealing at 320 ° C / 3 h, the yield strength is
31 1 MPa bei einer Korngröße von 2-3 pm und einer Leitfähigkeit von 27,3% IACS. 31 1 MPa with a grain size of 2-3 pm and a conductivity of 27.3% IACS.
Nach dem Walzen an Enddicke und Anlassen bei 300°C/5 min wurden bei 24 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 541 MPa bei einer A10- Dehnung von 19,3 % und einer Leitfähigkeit von 25,1 % IACS. Der minimale Biegeradius minBR bezogen auf die Banddicke t (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 0,4/1 ,2. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach 100°C/ 1000 h 92,3 % und nach 120X/1000 h 82,1 % der Anfangsspannung. Bei vorangehender Kaltverformung von 40 % wurden Dehngrenzen erzielt von After rolling at final caliper and tempering at 300 ° C / 5 minutes, yield strengths of 541 MPa at an A10 elongation of 19.3% and a conductivity of 25.1% IACS were obtained at 24% previous cold work. The minimum bending radius minBR in relation to the strip thickness t (minBR / t vertical / parallel) in the V die is 0.4 / 1, 2. The stress relaxation resistance is 92.3% after 100 ° C / 1000 h and 82.1% of the initial stress after 120X / 1000 h. At the previous cold working of 40%, yield strengths were achieved by
622 MPa bei einer A10-Dehnung von 4,6 %, einer Leitfähigkeit von 24,8 % IACS und minBR/t senkrecht/parallel von 1 ,5/7,5. Die Spannungsrelaxations- beständigkeit beträgt nach 100°C/1000 h 90,2 % und nach 120°C/1000 h 79,8 % der Anfangsspannung.  622 MPa with an A10 elongation of 4.6%, a conductivity of 24.8% IACS and minBR / t vertical / parallel of 1, 5 / 7.5. The stress relaxation resistance is 90.2% after 100 ° C./1000 h and, after 120 ° C./1000 h, 79.8% of the initial stress.
Nach dem Walzen an Enddicke und Anlassen bei 250°C/3 h wurden bei 24 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 586 MPa bei einer A10- Dehnung von 9,8 % und einer Leitfähigkeit von 25,3 % IACS. Der minimale After rolling to final gauge and tempering at 250 ° C / 3h, yield strengths of 586 MPa at an A10 elongation of 9.8% and a conductivity of 25.3% IACS were achieved at 24% previous cold work. The minimum
Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 0,4/2,8. Bending radius based on the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 0.4 / 2.8.
Vergleichsbeispiel 2 (CuZn23,5Sn1,0): -grobkörnig Comparative Example 2 (CuZn23.5Sn1.0): coarse-grained
Die Zusammensetzung entspricht der von Vergleichsbeispiel 1 , die Fertigung ist die gleiche wie bei Vergleichsbeispiel 1 bis zum Kaltwalzen an 0,33 mm. Die zweite Glühung erfolgt jedoch im Unterschied zu Vergleichsbeispiel 1 nicht bei 320X/3 h, sondern bei 520X/3 h. The composition corresponds to that of Comparative Example 1, the production is the same as in Comparative Example 1 to 0.30 mm cold rolling. However, unlike Comparative Example 1, the second annealing does not occur 320X / 3 h, but at 520X / 3 h.
Nach der Glühung bei 520°C/3 h beträgt die Dehngrenze 106 MPa bei einer Korngröße von 45 μιη und einer Leitfähigkeit von 27,9 % IACS. After annealing at 520 ° C / 3 h, the yield strength is 106 MPa at a particle size of 45 μιη and a conductivity of 27.9% IACS.
Nach dem Walzen an Enddicke und Anlassen bei 300°C/5 min wurden bei 24 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 378 MPa bei einer A10- Dehnung von 33,7 % und einer Leitfähigkeit von 26,9 % IACS. Der minimale Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 2,4/1 ,6. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach 100°C/ 1000 h 94,7 % und nach 120°C/1000 h 93,0 % der Anfangsspannung. After rolling at final caliper and tempering at 300 ° C / 5 minutes, yield strengths of 378 MPa at an A10 elongation of 33.7% and a conductivity of 26.9% IACS were achieved at 24% previous cold work. The minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 2.4 / 1.6. The stress relaxation resistance is 94.7% after 100 ° C / 1000 h and 93.0% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h.
Bei vorangehender Kaltverformung von 40 % wurden Dehngrenzen erzielt von 503 MPa bei einer A10-Dehnung von 10,2 %, einer Leitfähigkeit von 26,5 % IACS und minBR/t senkrecht/parallel von 3,5/4,0. Die Spannungsrelaxations- beständigkeit beträgt nach 100°C/1000 h 96,1 % und nach 120°C/1000 h 91 ,2 % der Anfangsspannung. With 40% cold work previously, yield strengths of 503 MPa were achieved with an A10 elongation of 10.2%, a conductivity of 26.5% IACS and minBR / t perpendicular / parallel of 3.5 / 4.0. The stress relaxation resistance is 96.1% after 100 ° C / 1000 h and 91.2% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h.
Nach dem Walzen an Enddicke und Anlassen bei 250°C/3 h wurden bei 24 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 402 MPa bei einer A10- Dehnung von 29,5 % und einer Leitfähigkeit von 27,3 % IACS. Der minimale Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 2,8/2,8. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach After rolling to final gauge and tempering at 250 ° C / 3h, yield strengths of 402 MPa at an A10 elongation of 29.5% and a conductivity of 27.3% IACS were achieved at 24% previous cold work. The minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 2.8 / 2.8. The stress relaxation resistance is after
100°C/1000 h 98,7 % und nach 120°C/1000 h 93,5 % der Anfangsspannung. Bei vorangehender Kaltverformung von 40 % wurden Dehngrenzen erzielt von 517 MPa bei einer A10-Dehnung von 8,3 %, einer Leitfähigkeit von 26,4 % IACS und minBR/t senkrecht/parallel von 4,5/6,0. Die Spannungsrelaxations- beständigkeit beträgt nach 100°C/1000 h 96,8 % und nach 120°C/1000h 91 ,9 % der Anfangsspannung. Der Vergleich von Vergleichsbeispiel 1 mit Vergleichsbeispiel 2 zeigt nach der 2. Glühung eine um 200 MPa höhere Dehngrenze des feinkörnigen Gefüges im Vergleich zum grobkörnigen Gefüge. Die nachfolgende Kaltverformung verringert diesen Unterschied auf immerhin noch 160 MPa bei der um 24 % verformten und auf 110 MPa bei der um 40 % verformten Probe. Im Endzustand nach Glühen bei 300°C/5 min kann eine vergleichbare Dehngrenze von ca. 520 MPa sowohl von der Grobkornfertigung (503 MPa) mit 40 % Abwälzung als auch von der 100 ° C / 1000 h 98.7% and after 120 ° C / 1000 h 93.5% of the initial stress. At 40% previous cold work, yield strengths of 517 MPa were achieved with an A10 elongation of 8.3%, a conductivity of 26.4% IACS and minBR / t perpendicular / parallel of 4.5 / 6.0. The stress relaxation resistance is 96.8% after 100 ° C / 1000 h and 91.9% of the initial stress after 120 ° C / 1000h. The comparison of Comparative Example 1 with Comparative Example 2 shows, after the second annealing, a yield strength of the fine-grained microstructure which is 200 MPa higher than that of the coarse-grained microstructure. The subsequent cold deformation reduces this difference to as many as 160 MPa at 24% deformed and 110 MPa for the 40% deformed sample. In the final state after annealing at 300 ° C / 5 min, a comparable yield strength of about 520 MPa both of the coarse grain production (503 MPa) with 40% rolling and of the
Feinkornfertigung (541 MPa) mit 24 % Abwälzung erzielt werden. Gleichzeitig sind hier aber die A10-Dehnungen bei der Feinkornfertigung günstiger mit 19,3 % im Vergleich zu 10,2 % bei der Grobkornfertigung. Ähnlich günstig sind die Fine grain production (541 MPa) can be achieved with 24% speed. At the same time, however, the A10 strains in fine grain production are more favorable at 19.3% compared to 10.2% for coarse grain production. Similarly cheap are the
minimalen Biegeradien bezogen auf die Banddicke für die Feinkornfertigung mit 0,4/1 ,2 im Vergleich zur Grobkornfertigung mit 3,5/4. Lediglich die minimum bending radii in relation to the strip thickness for fine grain production with 0.4 / 1, 2 compared to coarse grain production with 3.5 / 4. Only the
Spannungsrelaxationsbeständigkeit ist für das grobkörnige Gefüge leicht Stress relaxation resistance is easy for the coarse-grained texture
günstiger mit 96,1 % Restspannung (feinkörnig: 92,3 % Restspannung) nach 100°C/1000 h und mit 91 ,2 % Restspannung (feinkörnig: 82,1 % Restspannung) nach 120°C/1000 h. cheaper with 96.1% residual stress (fine-grained: 92.3% residual stress) after 100 ° C./1000 h and with 91.2% residual stress (fine-grained: 82.1% residual stress) after 120 ° C./1000 h.
Beispiel 3 (CuZn23,5Sn1,0Fe0,6): -feinkörnig Example 3 (CuZn23.5Sn1.0 Fe0.6): fine-grained
Die Legierungsbestandteile wurden im Graphittiegel erschmolzen und anschließend wurden über das Tammann-Verfahren Laborblöckchen in Stahlkokillen gegossen. Die Zusammensetzung des Laborblöckchens beträgt Cu74,95 %-Zn23,40 %- Sn1 ,06 %-FeO,59 %, siehe Tabelle 1. Nach dem Fräsen an 22 mm Dicke wurden die Proben bei 700-800°C an 12 mm warmgewalzt und anschließend an 10 mm gefräst. Das Gefüge zeigt nach dem Warmwalzen kleinere, <1 pm Partikel. Die <1 pm Partikel wurden mittels EDX als Fe-haltig identifiziert. Nach dem Kaltwalzen an 1 ,8 mm wurde die Legierung bei 500°C/3 h geglüht. Hierbei wurde eine  The alloy components were melted in a graphite crucible and then laboratory blocks were cast in steel molds by the Tammann method. The composition of the laboratory block is Cu74.95% - Zn23.40% - Sn1, 06% FeO, 59%, see Table 1. After milling at 22 mm thickness, the samples were hot rolled to 12 mm at 700-800 ° C and then milled to 10 mm. The microstructure shows smaller, <1 pm particles after hot rolling. The <1 pm particles were identified as Fe-containing by EDX. After cold rolling at 1.8 mm, the alloy was annealed at 500 ° C. for 3 hours. Here was a
Dehngrenze erzielt von 304 MPa bei einer Korngröße von 5-15 pm und einer Leitfähigkeit von 24,2 % IACS. Nach dem anschließenden Kaltwalzen an 0,33 mm und Glühen bei 520°C/3 h beträgt die Dehngrenze 339 MPa bei einer Korngröße von 3-4 pm und einer Leitfähigkeit von 24,3 % IACS. Nach dem Walzen an Enddicke und Anlassen bei 300°C/5 min wurden bei 24 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 623 MPa bei einer A10- Dehnung von 10,5 % und einer Leitfähigkeit von 22,9 % IACS. Der minimale Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 2,4/3,6. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach Yield strength of 304 MPa with a grain size of 5-15 pm and a conductivity of 24.2% IACS. After the subsequent cold rolling at 0.33 mm and annealing at 520 ° C / 3 h, the yield strength is 339 MPa with a grain size of 3-4 pm and a conductivity of 24.3% IACS. After rolling at final caliper and tempering at 300 ° C / 5 minutes, yield strengths of 623 MPa at an A10 elongation of 10.5% and a conductivity of 22.9% IACS were achieved at 24% previous cold work. The minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 2.4 / 3.6. The stress relaxation resistance is after
100°C/1000 h 90,7 % und nach 120°C/1000 h 79,2 % der Anfangsspannung.  100 ° C / 1000 h 90.7% and after 120 ° C / 1000 h 79.2% of the initial stress.
Bei vorangehender Kaltverformung von 40 % wurden Dehngrenzen erzielt von 686 MPa bei einer A10-Dehnung von 6,5 %, einer Leitfähigkeit von 22,8 % IACS und minBR/t senkrecht/parallel von 4/10. At 40% previous cold work, yield strengths of 686 MPa were obtained with an A10 elongation of 6.5%, a conductivity of 22.8% IACS, and a minimum / average of 4/10 RPM / t.
Nach dem Walzen an Enddicke und Glühen bei 250°C/3 h wurden bei 24 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 632 MPa bei einer A10- Dehnung von 9,4 % und einer Leitfähigkeit von 23,2 % IACS. Der minimale Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 3,2/4,8. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach 100°C/ 1000 h 90,8 % und nach 120°C/1000 h 80,1 % der Anfangsspannung. Bei vorangehender Kaltverformung von 40 % wurden Dehngrenzen erzielt von After rolling to final gauge and annealing at 250 ° C / 3h, yield strengths of 632 MPa at an A10 elongation of 9.4% and a conductivity of 23.2% IACS were achieved at 24% previous cold work. The minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 3.2 / 4.8. The stress relaxation resistance is 90.8% after 100 ° C / 1000 h and 80.1% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h. At the previous cold working of 40%, yield strengths were achieved by
713 MPa bei einer A10-Dehnung von 2,8 %, einer Leitfähigkeit von 23,0 % IACS und minBR/t senkrecht/parallel von 5/10. 713 MPa with an A10 elongation of 2.8%, a conductivity of 23.0% IACS and minBR / t vertical / parallel of 5/10.
Im Vergleich zur feinkörnigen Variante ohne Fe in Vergleichsbeispiel 1 zeigt die Fe-haltige feinkörnige Variante nach der Schlussglühung bei 300°C/5 min eine um 82 MPa (24 % Abwälzung) bzw. 64 MPa (40 % Abwälzung) höhere Dehngrenze. Compared to the fine-grained variant without Fe in Comparative Example 1, the Fe-containing fine-grained variant after the final annealing at 300 ° C / 5 min by 82 MPa (24% roll) or 64 MPa (40% rolling) higher yield strength.
Mit beiden Legierungsvarianten kann eine vergleichbare Dehngrenze von With both alloy variants, a comparable yield strength of
620 MPa erzielt werden bei allerdings unterschiedlicher Fertigung. So erzielt CuZn23,5Sn1 ,0Fe0,6 eine Dehngrenze von 623 MPa nach 24 % Abwälzung und Schlussglühung bei 300°C/5 min und CuZn23,5Sn1 ,0 eine Dehngrenze von 622 MPa nach 40 % Abwälzung und Schlussglühung bei 300°C/5 min. Allerdings sind die A10-Dehnungen bei der Fe-haltigen Variante höher mit 10,5 % im Vergleich zu 4,6 % bei CuZn23,5Sn1 ,0. Ähnlich günstig sind die minimalen Biegeradien bezogen auf die Banddicke für die Fe-haltige Variante mit 2,4/3,6 im Vergleich zur Fe-freien Variante mit 1 ,5/7,5. Die Spannungsrelaxations- beständigkeit beider Varianten ist hingegen ähnlich. 620 MPa can be achieved with different production. Thus CuZn23.5Sn1, 0Fe0.6 achieves a yield strength of 623 MPa after 24% rolling and final annealing at 300 ° C / 5 min and CuZn23.5Sn1, 0 a yield strength of 622 MPa after 40% rolling and final annealing at 300 ° C / 5 minute Indeed For example, the A10 strains in the Fe-containing variant are higher at 10.5% compared to 4.6% for CuZn23.5Sn1.0. Similarly low are the minimum bending radii related to the strip thickness for the Fe-containing variant with 2.4 / 3.6 compared to the Fe-free variant with 1, 5 / 7.5. The stress relaxation resistance of both variants is similar.
Bei einer Bildvergrößerung von 5000:1 und 10000:1 wurden die Anzahl der Partikel pro 1 μιτι2 Bildausschnitt ausgezählt, siehe Abbildungen 1 und 2. Das Gefüge eines Flachschliffs wurde mittels AsB-Detektor am Rasterelektronen- Mikroskop dargestellt. Der Durchmesser des Großteils der Eisenpartikel ist kleiner 200 nm, vereinzelt existieren Partikel >200 nm und <1 pm. Die At an image magnification of 5000: 1 and 10000: 1, the number of particles per 1 μιτι 2 image detail were counted, see Figures 1 and 2. The structure of a flat section was shown by AsB detector on a scanning electron microscope. The diameter of the majority of the iron particles is less than 200 nm, isolated particles exist> 200 nm and <1 pm. The
Teilchendichte beträgt im Mittel 1 ,2 /μιτι2. Average particle density is 1, 2 / μιτι 2 .
Beispiel 4 (CuZn23,5Sn1,0Fe0,6P0,2): feinkörnig Example 4 (CuZn23.5Sn1.0 Fe0.6P0.2): fine-grained
Die Legierungsbestandteile wurden im Graphittiegel erschmolzen und The alloy components were melted in graphite crucible and
anschließend wurden über das Tammann-Verfahren Laborblöckchen in Subsequently, using the Tammann method, laboratory blocks were placed in
Stahlkokillen gegossen. Die Zusammensetzung des Laborblöckchens beträgt Cu74,77 %-Zn23,45 %-Sn1 ,04 %-FeO,56 %-P0,19 %, siehe Tabelle 1. Nach dem Fräsen an 22 mm Dicke wurden die Proben bei 700-800°C an 12 mm Cast steel molds. The composition of the laboratory block is Cu74.77% -Zn23.45% -Sn1, 04% FeO, 56% -P0.19%, see Table 1. After milling at 22 mm thickness, the samples were at 700-800 ° C at 12 mm
warmgewalzt und anschließend an 10 mm gefräst. Das Gefüge zeigt kleinere, <1 pm Partikel. Zusätzlich sind einige gröbere, >1 pm Partikel in der Matrix vorhanden. Die Partikel wurden mittels EDX als FeP-haltig identifiziert. hot rolled and then milled to 10 mm. The microstructure shows smaller, <1 pm particles. In addition, some coarser,> 1 pm particles are present in the matrix. The particles were identified by FeX as FeP-containing.
Nach dem Kaltwalzen an 1 ,8 mm wurde die Legierung bei 500°C/3 h geglüht. Hierbei wurde eine Dehngrenze erzielt von 293 MPa bei einer Korngröße von 10 pm und einer Leitfähigkeit von 26,6 % IACS. Nach dem anschließenden Kaltwalzen an 0,33 mm und Glühen bei 370°C/3 h beträgt die Dehngrenze 393 MPa bei einer Korngröße von 3-4 pm und einer Leitfähigkeit von After cold rolling at 1.8 mm, the alloy was annealed at 500 ° C. for 3 hours. In this case, a yield strength of 293 MPa was achieved with a particle size of 10 pm and a conductivity of 26.6% IACS. After subsequent cold rolling at 0.33 mm and annealing at 370 ° C / 3 h, the yield strength is 393 MPa with a grain size of 3-4 pm and a conductivity of
26,7 % IACS. Nach dem Walzen an Enddicke und Anlassen bei 300X/3 h wurden bei 24 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 633 MPa bei einer A10- Dehnung von 1 1 ,6 % und einer Leitfähigkeit von 24,2 % IACS. Der minimale Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 2/4,8. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach 100°C/1000 h 91 ,2 % und nach 120°C/1000 h 81 ,3 % der Anfangsspannung. Bei vorangehender Kaltverformung von 40 % wurden Dehngrenzen erzielt von 710 MPa bei einer A10-Dehnung von 3, 1 %, einer Leitfähigkeit von 23,7 % IACS und minBR/t senkrecht/ parallel von 3,5/1 1. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach 100°C/1000 h 90,1 % und nach 120°C/1000 h 79,6 % der Anfangsspannung. 26.7% IACS. After rolling at final caliper and tempering at 300X / 3h, yield strengths of 633 MPa were obtained at 24% previous cold work, with an A10 elongation of 1 1, 6% and a conductivity of 24.2% IACS. The minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 2 / 4.8. The stress relaxation resistance after 100 ° C / 1000 h 91, 2% and after 120 ° C / 1000 h 81, 3% of the initial stress. At 40% previous cold work, yield strengths of 710 MPa were achieved with an A10 elongation of 3.11%, a conductivity of 23.7% IACS, and a minimum / min of 3.5 / 1 1. The stress relaxation resistance is 100 ° C / 1000 h 90.1% and after 120 ° C / 1000 h 79.6% of the initial stress.
Nach dem Walzen an Enddicke und Anlassen bei 250°C/3 h wurden bei 24 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 641 MPa bei einer A10- Dehnung von 9,5 % und einer Leitfähigkeit von 23,6 % IACS. Der minimaleAfter rolling to final gauge and tempering at 250 ° C / 3h, yield strengths of 641 MPa at an A10 elongation of 9.5% and a conductivity of 23.6% IACS were achieved at 24% previous cold work. The minimum
Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 2/6. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach 100°C/1000 h 93,5 % und nach 120°C/1000 h 81 ,0 % der Anfangsspannung. Bei Bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 2/6. The stress relaxation resistance is 93.5% after 100 ° C / 1000 h and 81.0% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h. at
vorangehender Kaltverformung von 40 % wurden Dehngrenzen erzielt von previous 40% cold working yielded yield strengths of
723 MPa bei einer A10-Dehnung von 1 ,4 %, einer Leitfähigkeit von 23,8 % IACS und minBR/t senkrecht/parallel von 4,5/10,5. Die Spannungsrelaxationsbe- ständigkeit beträgt nach 100°C/1000 h 92,9 % und nach 120°C/1000 h 78,4 % der Anfangsspannung. 723 MPa with an A10 elongation of 1.4%, a conductivity of 23.8% IACS and minBR / t vertical / parallel of 4.5 / 10.5. The stress relaxation resistance is 92.9% after 100 ° C / 1000 h and 78.4% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h.
Im Vergleich zur feinkörnigen Variante in Vergleichsbeispiel 1 zeigt die FeP- haltige feinkörnige Variante nach der Schlussglühung bei 300°C/5 min eine um 92 MPa (24 % Abwälzung) bzw. 88 MPa (40 % Abwälzung) höhere Dehngrenze.  Compared to the fine-grained variant in Comparative Example 1, the FeP-containing fine-grained variant after the final annealing at 300 ° C / 5 min by 92 MPa (24% roll) or 88 MPa (40% rolling) higher yield strength.
Beide feinkörnige Legierungsvarianten erzielen eine vergleichbare Dehngrenze von 620-630 MPa jeweils nach 24 % Abwälzung und Schlussglühung bei Both fine grained alloy variants achieve a comparable yield strength of 620-630 MPa after 24% agitation and final annealing respectively
300°C/5 min (CuZn23,5Sn1 ,0Fe0,6P0,2: Rp0,2 = 633 MPa) und nach 40 % Ab- walzung und Schlussglühung bei 300°C/5 min (CuZn23,5Sn1 ,0: Rp0,2 = 300 ° C / 5 min (CuZn23.5Sn1, 0Fe0.6P0.2: Rp0.2 = 633 MPa) and after 40% rolling and final annealing at 300 ° C / 5 min (CuZn23,5Sn1, 0: Rp0,2 =
622 MPa). Allerdings sind die A10-Dehnungen bei der FeP-haltigen Variante höher mit 11 ,6 % im Vergleich zu 4,6 % bei CuZn23,5Sn1 ,0. Ähnlich günstig sind die minimalen Biegeradien bezogen auf die Banddicke für die FeP-haltige 622 MPa). However, the A10 strains in the FeP-containing variant are higher at 11.6% compared to 4.6% for CuZn23.5Sn1.0. Similarly low are the minimum bending radii related to the strip thickness for the FeP-containing
Variante mit 2,0/4,8 im Vergleich zur Fe-freien Variante mit 1 ,5/7,5. Die Variant with 2.0 / 4.8 compared to the Fe-free variant with 1, 5 / 7.5. The
Spannungsrelaxationsbeständigkeit beider Varianten ist ähnlich. Stress relaxation resistance of both variants is similar.
Beispiel 5 (CuZn23,5Sn1,0Fe0,6P0,2): -grobkörnig Example 5 (CuZn23.5Sn1.0 Fe0.6P0.2): - coarse-grained
Die Zusammensetzung entspricht der von Beispiel 4, die Fertigung ist die gleiche wie bei Beispiel 4 bis zum Kaltwalzen an 0,33 mm. Die zweite Glühung erfolgt jedoch im Unterschied zu Beispiel 4 nicht bei 370°C/3 h, sondern bei 520°C/3 h. Hierbei wird eine Dehngrenze erzielt von 212 MPa bei einer Korngröße von 10- 25pm und einer Leitfähigkeit von 26,7 % IACS. Nach dem Walzen an Enddicke und Anlassen bei 300°C/5 min wurden bei 24 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 534 MPa bei einer A10- Dehnung von 23,1 % und einer Leitfähigkeit von 24,5 % IACS. Der minimale Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 2,4/3,2. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach  The composition corresponds to that of Example 4, the production is the same as in Example 4 to cold rolling at 0.33 mm. However, unlike Example 4, the second annealing does not take place at 370 ° C./3 h but at 520 ° C./3 h. This results in a yield strength of 212 MPa with a grain size of 10-25pm and a conductivity of 26.7% IACS. After rolling at final caliper and tempering at 300 ° C / 5 minutes, yield strengths of 534 MPa at an A10 elongation of 23.1% and a conductivity of 24.5% IACS were achieved at 24% previous cold work. The minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 2.4 / 3.2. The stress relaxation resistance is after
100°C/1000 h 95,8 % und nach 120X/1000 h 90,9 % der Anfangsspannung. Bei vorangehender Kaltverformung von 40 % wurden Dehngrenzen erzielt von 634 MPa bei einer A10-Dehnung von 7,8 %, einer Leitfähigkeit von 24,1 % IACS und minBR/t senkrecht/parallel von 3,5/8,5. Die Spannungsrelaxations- beständigkeit beträgt nach 100°C/1000 h 93,9 % und nach 120°C/1000 h 85,2 % der Anfangsspannung. 100 ° C / 1000 h 95.8% and after 120X / 1000 h 90.9% of the initial stress. At 40% previous cold work, yield strengths of 634 MPa were achieved with an A10 elongation of 7.8%, a conductivity of 24.1% IACS and minBR / t perpendicular / parallel of 3.5 / 8.5. The stress relaxation resistance is 93.9% after 100 ° C / 1000 h and 85.2% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h.
Nach dem Walzen an Enddicke und Glühen bei 250°C/3 h wurden bei 24 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 544 MPa bei einer A10- Dehnung von 17,8 % und einer Leitfähigkeit von 24,7 % IACS. Der minimale Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 3,2/4,0. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach After rolling at final gauge and annealing at 250 ° C / 3h, yield strengths of 544 MPa at an A10 elongation of 17.8% and a conductivity of 24.7% IACS were achieved at 24% previous cold work. The minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 3.2 / 4.0. The stress relaxation resistance is after
100X/1000 h 95,1 % und nach 120°C/1000 h 90,1 % der Anfangsspannung. Bei vorangehender Kaltverformung von 40 % wurden Dehngrenzen erzielt von 642 MPa bei einer A10-Dehnung von 4,3 %, einer Leitfähigkeit von 24,0 % IACS und minBR/t senkrecht/parallel von 4,5/8,5. Die Spannungsrelaxations- beständigkeit beträgt nach 100X/1000 h 95,0 % und nach 120X/1000 h 86,4 % der Anfangsspannung. 100X / 1000 h 95.1% and after 120 ° C / 1000 h 90.1% of the initial stress. At 40% previous cold work, yield strengths of 642 MPa were achieved with an A10 elongation of 4.3%, a conductivity of 24.0% IACS, and minBR / t perpendicular / parallel of 4.5 / 8.5. The stress relaxation resistance is 95.0% after 100X / 1000 h and 86.4% of the initial stress after 120X / 1000 h.
Der Vergleich von Beispiel 4 mit dem Beispiel 5 zeigt nach der zweiten Glühung eine um 180 MPa höhere Dehngrenze des feinkörnigen Gefüges im Vergleich zum grobkörnigen Gefüge. Die nachfolgende Kaltverformung verringert diesen Unterschied auf 60 MPa bei der um 24 % verformten und auf 40 MPa bei der um 40 % verformten Probe. Nach der Schlussglühung bei 300°C/5 min beträgt der Unterschied der Dehngrenze zwischen Grobkorn und Feinkorn 100 MPa The comparison of Example 4 with Example 5 shows after the second annealing 180 MPa higher yield strength of the fine-grained structure compared to the coarse-grained structure. The subsequent cold working reduces this difference to 60 MPa for the 24% deformed and 40 MPa for the 40% deformed sample. After the final annealing at 300 ° C / 5 min, the difference in the yield strength between coarse grain and fine grain is 100 MPa
(Verformungsgrad 24 %) und 75 MPa (Verformungsgrad 40 %). (Degree of deformation 24%) and 75 MPa (degree of deformation 40%).
Im Endzustand nach dem Glühen bei 300X/5 min kann eine vergleichbare Dehngrenze von ca. 630 MPa sowohl von der Grobkornfertigung (634 MPa) mit 40 % Abwälzung als auch von der Feinkornfertigung (633 MPa) mit 24 % In the final state after annealing at 300X / 5 min, a comparable yield strength of about 630 MPa of both the coarse grain production (634 MPa) with 40% rolling and of the fine grain production (633 MPa) with 24%
Abwälzung erzielt werden. Gleichzeitig sind hier aber die A10-Dehnungen bei der Feinkornfertigung günstiger mit 11 ,6 % im Vergleich zu 7,8 % bei der Grobkornfertigung. Ähnlich günstig sind die minimalen Biegeradien bezogen auf die Banddicke für die Feinkornfertigung mit 2,0/4,8 im Vergleich zur Grobkornfertigung mit 3,5/8,5. Lediglich die Spannungsrelaxationsbeständigkeit ist für das grobkörnige Gefüge leicht höher mit 93,9 % Restspannung (feinkörnig: 91 ,2 % Restspannung) nach 100X/1000 h und mit 85,2 % Restspannung (feinkörnig: 81 ,3 % Restspannung) nach 120X/1000 h. Be achieved rolling. At the same time, however, the A10 strains in fine grain production are more favorable here at 11.6% compared to 7.8% for coarse grain production. Similarly favorable are the minimum bending radii in relation to the strip thickness for the fine grain production with 2.0 / 4.8 compared to the coarse grain production with 3.5 / 8.5. Only the stress relaxation resistance is slightly higher for the coarse-grained microstructure with 93.9% residual stress (fine-grained: 91.2% residual stress) after 100X / 1000 h and with 85.2% residual stress (fine-grained: 81.3% residual stress) after 120X / 1000 H.
Beispiel 6 (CuZn30Sn1,0Fe0,6): -feinkörnig Example 6 (CuZn30Sn1.0 Fe0.6): fine-grained
Die Legierungsbestandteile wurden im Graphittiegel erschmolzen und anschließend wurden über das Tammann-Verfahren Laborblöckchen in The alloy components were melted in graphite crucible and Subsequently, using the Tammann method, laboratory blocks were placed in
Stahlkokillen gegossen. Die Zusammensetzung des Laborblöckchens beträgt Cu68,26 %-Zn30,16 %-Sn1 ,03 %-FeO,55 %, siehe Tabelle 1. Nach dem Fräsen an 22 mm Dicke wurden die Proben bei 700-800°C an 12 mm warmgewalzt und anschließend an 10 mm gefräst. Das Gefüge zeigt nach dem Warmwalzen kleinere, <1 μητι Partikel. Die <1 μητι Partikel wurden mittels EDX als Fe-haltig identifiziert. Nach dem Kaltwalzen an 1 ,8 mm wurde die Legierung bei 500°C/3 h geglüht. Hierbei wurde eine Dehngrenze erzielt von 339 MPa bei einer Korngröße von 5 pm und einer Leitfähigkeit von 23,1 % IACS. Cast steel molds. The composition of the laboratory block is Cu68.26% -Zn30.16% -Sn1, 03% FeO, 55%, see Table 1. After milling at 22 mm thickness, the samples were hot rolled at 1200 mm at 700-800 ° C and then milled to 10 mm. The microstructure shows after hot rolling smaller, <1 μητι particles. The <1 μητι particles were identified by means of EDX as Fe-containing. After cold rolling at 1.8 mm, the alloy was annealed at 500 ° C. for 3 hours. In this case, a yield strength of 339 MPa was achieved with a grain size of 5 pm and a conductivity of 23.1% IACS.
Prinzipiell können außer dem in den Beispielen genannten Tammann-Verfahren auch andere geeignete Gussverfahren eingesetzt werden. Insbesondere kommt in diesem Zusammenhang auch Bandguss in Betracht. Nach dem anschließenden Kaltwalzen an 0,33 mm wurde ein Teil bei 520°C/3 h geglüht. Hierbei wurde eine Dehngrenze von 340 MPa bei einer Korngröße von 3- 4 pm und einer Leitfähigkeit von 23 % IACS erhalten. In principle, other suitable casting processes can be used in addition to the Tammann process mentioned in the examples. In particular, strip casting is also considered in this context. After the subsequent cold rolling at 0.33 mm, a part was annealed at 520 ° C / 3 h. In this case, a yield strength of 340 MPa at a grain size of 3- 4 pm and a conductivity of 23% IACS was obtained.
Nach dem Walzen an Enddicke und Anlassen bei 300°C/5 min wurden bei 12 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 486 MPa bei einer A10- Dehnung von 19,0 % und einer Leitfähigkeit von 22,2 % IACS. Der minimale Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 0/0. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach 100°C/1000 h 88 % und nach 120°C/1000 h 76,7 % der Anfangsspannung. After rolling at final caliper and tempering at 300 ° C / 5 minutes, yield strengths of 486 MPa at an A10 elongation of 19.0% and a conductivity of 22.2% IACS were achieved at 12% previous cold work. The minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 0/0. The stress relaxation resistance is 88% after 100 ° C / 1000 h and 76.7% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h.
Bei vorangehender Kaltverformung von 18 % wurden Dehngrenzen erzielt von 550 MPa bei einer A10-Dehnung von 21 ,3 %, einer Leitfähigkeit von 21 ,9 % IACS und minBR/t senkrecht/parallel von 0,9/0,4. Die Spannungsrelaxations- beständigkeit beträgt nach 100°C/1000 h 88,3 % und nach 120X/1000 h 75,6 % der Anfangsspannung. Nach dem Walzen an Enddicke und Glühen bei 250°C/3 h wurden bei 12 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 505 MPa bei einer A10- Dehnung von 18,5 % und einer Leitfähigkeit von 22,6 % IACS. Der minimale Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 0/0. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach 100°C/1000 h 87,3 % und nach 120°C/1000 h 76,2 % der Anfangsspannung. Bei vorangehender Kaltverformung von 18 % wurden Dehngrenzen erzielt von 564 MPa bei einer A10-Dehnung von 19,9 %, einer Leitfähigkeit von 22,2 % IACS und minBR/t senkrecht/parallel von 0,9/0,6. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach 100X/1000 h 88,4 % und nach 120X/1000 h 77,6 % der Anfangsspannung. At the previous cold working of 18%, yield strengths of 550 MPa were achieved with an A10 elongation of 21.3%, a conductivity of 21.9% IACS and minBR / t perpendicular / parallel of 0.9 / 0.4. The stress relaxation resistance is 88.3% after 100 ° C / 1000 h and 75.6% of the initial stress after 120X / 1000 h. After rolling at final thickness and annealing at 250 ° C / 3h, yield strengths of 505 MPa were achieved at 12% previous cold work, with an A10 elongation of 18.5% and a conductivity of 22.6% IACS. The minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 0/0. The stress relaxation resistance is 87.3% after 100 ° C / 1000 h and 76.2% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h. At the previous cold work of 18%, yield strengths of 564 MPa were achieved with an A10 elongation of 19.9%, a conductivity of 22.2% IACS and minBR / t perpendicular / parallel of 0.9 / 0.6. The stress relaxation resistance is 88.4% after 100X / 1000 h and 77.6% of the initial stress after 120X / 1000 h.
Nach dem Kaltwalzen an 0,33 mm wurde ein weiterer Teil bei 450°C/30 sec geglüht. Hierbei wurde eine Dehngrenze von 460 MPa bei einer Korngröße von 1- 2 pm und einer Leitfähigkeit von 22,6 % IACS erhalten. After cold rolling at 0.33 mm, another part was annealed at 450 ° C / 30 sec. In this case, a yield strength of 460 MPa was obtained with a grain size of 1- 2 pm and a conductivity of 22.6% IACS.
Nach dem Walzen an Enddicke und Anlassen bei 300°C/5 min wurden bei 24 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 649 MPa bei einer A10- Dehnung von 9,0 % und einer Leitfähigkeit von 21 ,8 % IACS. Der minimale Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 1 ,6/6,4. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach After rolling at final caliper and tempering at 300 ° C / 5 minutes, yield strengths of 649 MPa at an A10 elongation of 9.0% and a conductivity of 21.8% IACS were obtained at 24% previous cold work. The minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 1, 6 / 6.4. The stress relaxation resistance is after
100°C/1000h 77,9 % und nach 120°C/1000h 61 ,0 % der Anfangsspannung. 100 ° C / 1000h 77.9% and after 120 ° C / 1000h 61, 0% of the initial stress.
Bei vorangehender Kaltverformung von 40 % wurden Dehngrenzen erzielt von 704 MPa bei einer A10-Dehnung von 2,9 %, einer Leitfähigkeit von 21 ,5 % IACS und minBR/t senkrecht/parallel von 2/6,4. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach 100°C/1000 h 77,5 % und nach 120X/1000 h 61 ,8 % der At 40% previous cold work, yield strengths of 704 MPa were achieved with an A10 elongation of 2.9%, a conductivity of 21.5% IACS and minBR / t perpendicular / parallel of 2 / 6.4. The stress relaxation resistance is 77.5% after 100 ° C / 1000 h and 61.8% after 120X / 1000 h
Anfangsspannung. Nach dem Walzen an Enddicke und Glühen bei 250°C/3 h wurden bei 24 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 687 MPa bei einer A10- Dehnung von 3,9 % und einer Leitfähigkeit von 21 ,9 % IACS. Der minimale Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 2/4,8. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach 100°C/1000 h 77,4 % und nach 120°C/1000 h 61 ,5 % der Anfangsspannung. Bei vorangehender Kaltverformung von 40 % wurden Dehngrenzen erzielt von 765 MPa bei einer A10-Dehnung von 1 ,5 %, einer Leitfähigkeit von 21 ,6 % IACS und minBR/t senkrecht/ parallel von 4,0/9,2. Die Spannungsrelaxationsbeständigkeit beträgt nach 100°C/1000 h 76,8 % und nach 120°C/1000 h 59,9 % der Anfangs- Spannung. Initial voltage. After rolling to final thickness and annealing at 250 ° C / 3 h, at 24% previous cold deformation Strain limits achieved of 687 MPa with an A10 elongation of 3.9% and a conductivity of 21, 9% IACS. The minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 2 / 4.8. The stress relaxation resistance is after 100 ° C / 1000 h 77.4% and after 120 ° C / 1000 h 61, 5% of the initial stress. At 40% previous cold work, yield strengths of 765 MPa were achieved with an A10 elongation of 1.5%, a conductivity of 21.6% IACS, and a minimum / average of 4.0 / 9.2 minBR / t. The stress relaxation resistance is 76.8% after 100 ° C / 1000 h and 59.9% of the initial stress after 120 ° C / 1000 h.
Das Gefüge eines Flachschliffs vom Endzustand wurde mittels AsB-Detektor am Rasterelektronenmikroskop dargestellt. Bei einer Bildvergrößerung von 5000: 1 und 10000: 1 wurden die Anzahl der Partikel pro 1 pm2 Bildausschnitt ausgezählt. Der Durchmesser von zumindest 90 % der Eisenpartikel ist kleiner als 200 nm. Mit weniger als 10 % existieren Eisenpartikel mit einem Durchmesser von 200 nm bis 1 pm. Die Teilchendichte beträgt im Mittel 0,9 Teilchen pro pm2. The microstructure of a flat section from the final state was represented by an AsB detector on a scanning electron microscope. At an image magnification of 5000: 1 and 10000: 1, the number of particles per 1 pm 2 image detail was counted. The diameter of at least 90% of the iron particles is less than 200 nm. With less than 10%, iron particles with a diameter of 200 nm to 1 pm exist. The average particle density is 0.9 particles per μm 2 .
Auch weitere Proben wurden im Betriebsmaßstab gefertigt und angelassen. Zur Bewertung der Verzinnbarkeit wurde ein Hubtauch-Löttest nach DIN EN 60068-2- 20 durchgeführt. Die Proben wurden gebeizt. Das Lotbad bestand aus Sn60Pb40 bei 235 °C. Der Test wurde mit einer Tauchgeschwindigkeit von 25 mm/sec und einer Verweilzeit von 5 sec durchgeführt, wobei als Flußmittel Reinkolophonium mit 260 g/l verwendet wurde. Bei der anschließenden Sichtprüfung wurden die Proben als gut befunden. Other samples were also manufactured and tempered on an operational scale. For evaluation of the tin-plating, a lift-immersion solder test according to DIN EN 60068-2-20 was carried out. The samples were pickled. The solder bath consisted of Sn60Pb40 at 235 ° C. The test was carried out at a dipping speed of 25 mm / sec and a residence time of 5 sec, using as the flux pure rosin at 260 g / l. In the subsequent visual inspection, the samples were found to be good.
Mittels eines Lücke-Goniometers wurden bei allen Proben aus Tabelle 3 die Haupttexturtypen röntgend iffraktometrisch am 18 %, 24 % und 40 % kaltver- formten und 300°C/5 min geglühten Blech ermittelt. Hierzu wurden die By means of a gap goniometer, the main textural types of all samples from Table 3 were determined by X-ray diffractometry on 18%, 24% and 40% cold-worked sheet and 300 ° C / 5 min annealed sheet. For this purpose, the
Intensitätsverteilungen der Skelettlinien im Eulerraum und die Orientierungsver- teilungsfunktionen ausgewertet. Der Anteil der Kupferlage, S/R-Lage, Messing- Lage, Goss-Lage, 22RD-Würfellage und Würfellage als jeweilige Intensity distributions of the skeleton lines in the Euler space and the orientation evaluation functions evaluated. The percentage of copper layer, S / R layer, brass layer, Goss layer, 22RD cube layer and cube layer as respective
Haupttexturlagen ist in Tabelle 4 dargestellt. Das Verhältnis der Volumen der Messing-Lage zur Kupfer-Lage ist in allen Fällen unter 1. Zum Vergleich beträgt das Verhältnis der Volumen der Messing-Lage zur Kupfer-Lage bei der Main textures are shown in Table 4. The ratio of the volume of the brass layer to the copper layer is in all cases less than 1. For comparison, the ratio of the volume of the brass layer to the copper layer in the
Vergleichslegierung CuZn30 einen Wert von 1 ,38 bei einem Walzgrad von 47 % bei der Schlussumformung. Mit der Bezeichnung S/R-Lage sind die jeweils aus der Walztextur bzw. Rekristallisationstextur stammenden im Eulerraum  Comparative alloy CuZn30 a value of 1.38 at a rolling degree of 47% at the final forming. With the designation S / R position, the respectively originating from the rolling texture or recrystallization texture are in the Euler space
identischen Lagen benannt. Die 22RD-Würfellage bezeichnet eine im Eulerraum um 0 = 22° gedrehte Würfellage. Diese Bezeichnungen sind mittlerweile in der Praxis zur Probencharakterisierung zu sonst in der Literatur verwendeten named identical layers. The 22RD cube position refers to a cube position rotated by 0 = 22 ° in the Euler space. These terms are now in practice for sample characterization to otherwise used in the literature
Angaben ebenfalls gängig. Information also common.
Vergleichsbeispiel 7 (CuZn10Sn1,7Fe1,7P0,025): Comparative Example 7 (CuZn10Sn1.7Fe1.7P0.025):
Es wurden 127 mm x 820 mm-Blöcke der Zusammensetzung Cu 86,29 %-Zn 10,21 %-Sn 1 ,70 %-Fe 1 ,74 %-P 0,025 % stranggegossen und bei 890 °C an 14,7 mm warmgewalzt. Nach dem Kaltwalzen an 1 ,4 mm, Glühen bei 450 °C/2h, Kaltwalzen an 0,4 mm, Glühen bei 420 °C/4h, Walzen an 0,254 mm und Glühen bei 280 °C/4h wurden Dehngrenzen erzielt von 633 MPa, einer A10-Dehnung von 8,7 % und einem minimalen Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk von 1 ,6/2,0. Anschließend wurden die Bänder mit einer Schichtdicke von 2-3 pm feuerverzinnt. Das Verzinnungsergebnis ist mangelhaft, Poren und Streifen treten auf. Die zeiligen Inhomogenitäten auf der verzinnten Oberfläche gehen auf die langgestreckten Fe-Zeilen zurück, an denen kein Cu zur Ausbildung einer intermetallischen Phase vorhanden ist. 127 mm x 820 mm blocks of the composition Cu 86.29% -Zn 10.21% -Sn 1, 70% Fe 1, 74% -P 0.025% were continuously cast and hot rolled at 14.8 mm at 890 ° C , After cold rolling at 1, 4 mm, annealing at 450 ° C / 2h, cold rolling at 0.4 mm, annealing at 420 ° C / 4h, rolling at 0.254 mm and annealing at 280 ° C / 4h, yield strengths of 633 MPa were achieved , an A10 elongation of 8.7% and a minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die of 1.6 / 2.0. Subsequently, the strips were hot-tinned with a layer thickness of 2-3 pm. The tinning result is poor, pores and streaks occur. The line inhomogeneities on the tinned surface go back to the elongated Fe lines, where no Cu is present to form an intermetallic phase.
Vergleichsbeispiel 8 (CuZn23,5Sn1,0Fe2,0): Comparative Example 8 (CuZn23.5Sn1.0 Fe2.0):
Die Legierungsbestandteile wurden im Graphittiegel erschmolzen und  The alloy components were melted in graphite crucible and
anschließend wurden über das Tammann-Verfahren Laborblöckchen in Subsequently, using the Tammann method, laboratory blocks were placed in
Stahlkokillen gegossen. Die Zusammensetzung des Laborblöckchens beträgt Cu 73,82%-Zn 23,19 %-Sn 1 ,04 %-Fe 1 ,95 %, siehe Tabelle 1. Nach dem Fräsen an 22 mm Dicke wurden die Proben bei 700-800 °C an 12 mm warmgewalzt. Das Gefüge zeigt ähnlich zu CuZn23,5Sn1 ,0Fe0,6 kleinere, unter 1 μιτι Partikel. Cast steel molds. The composition of the laboratory block is Cu 73.82% Zn 23.19% -Sn 1, 04% Fe 1.95%, see Table 1. After milling at 22 mm thickness, the samples were hot rolled at 1200 mm at 700-800 ° C. The microstructure shows similar to CuZn23,5Sn1, 0Fe0,6 smaller, under 1 μιτι particles.
Zusätzlich sind bei CuZn23,5Sn1 ,0Fe2,0 grobe, ca. 5 μητι große Partikel vorhanden. Sowohl die unter 1 m als auch die 5 μηι großen Partikel wurden mittels EDX als Fe-haltig identifiziert. In addition, in CuZn23.5Sn1, 0Fe2.0 coarse, about 5 μητι large particles are present. Both the 1 μm and 5 μm particles were identified as Fe-containing by EDX.
Nach dem Kaltwalzen an 1 ,8 mm wurde die Legierung bei 500 °C/3h geglüht. Hierbei wurde eine Dehngrenze erzielt von 362 MPa bei einer Korngröße von 2- 3 μητι und einer Leitfähigkeit von 24,2 % IACS. Nach dem anschließenden After cold rolling at 1.8 mm, the alloy was annealed at 500 ° C / 3h. In this case, a yield strength of 362 MPa was achieved with a grain size of 2- 3 μητι and a conductivity of 24.2% IACS. After the subsequent
Kaltwalzen an 0,33 mm und Glühen bei 520 °C/3h beträgt die Dehngrenze 386 MPa bei einer Korngröße von 2 μιη und einer Leitfähigkeit von 24,0 % IACS. Cold rolling at 0.33 mm and annealing at 520 ° C / 3h, the yield strength is 386 MPa at a particle size of 2 μιη and a conductivity of 24.0% IACS.
Nach dem Walzen an Enddicke und Anlassen bei 300 °C/5min wurden bei 24 % vorangehender Kaltverformung Dehngrenzen erzielt von 642 MPa bei einer A10- Dehnung von 8,4 % und einer Leitfähigkeit von 23,1 % IACS. Der minimale Biegeradius bezogen auf die Banddicke (minBR/t senkrecht/parallel) im V-Gesenk beträgt 2/5. Bei vorangehender Kaltverformung von 40 % wurden Dehngrenzen erzielt von 712 MPa bei einer A10-Dehnung von 5,0 %, einer Leitfähigkeit von 22,4 % IACS und minBR/t senkrecht/parallel von 2,5/9. After rolling at final caliper and tempering at 300 ° C / 5min, yield strengths of 642 MPa at an A10 elongation of 8.4% and a conductivity of 23.1% IACS were achieved at 24% previous cold work. The minimum bending radius in relation to the strip thickness (minBR / t vertical / parallel) in the V-die is 2/5. At 40% cold work previously, yield strengths of 712 MPa were achieved with an A10 elongation of 5.0%, a conductivity of 22.4% IACS, and minBR / t perpendicular / parallel of 2.5 / 9.
Aus den nach dem Warmwalzen vorliegenden ca. 5 μητι großen Partikeln entwickeln sich im Laufe der Weiterfertigung langgestreckte Zeilen mit einer Länge von über 20 μιτι. From the present after hot rolling about 5 μητι large particles develop in the course of further production elongated lines with a length of about 20 μιτι.
Zur Bewertung der Verzinnbarkeit wurde ein Hubtauch-Löttest nach For evaluation of the tin-plating a Hubtauch soldering test was after
DIN EN 60068-2-20 durchgeführt an den bei 300 °C/5min angelassenen Proben. Die Proben wurden gebeizt und gebürstet. Das Lotbad bestand aus Sn60Pb40 bei 235 °C. Der Test wurde mit einer Tauchgeschwindigkeit von 25 mm/sec und einer Verweilzeit von 5 sec durchgeführt, wobei als Flussmittel Reinkolophonium mit 260 g/l verwendet wurde. Bei der anschließenden Sichtprüfung wurden die Proben aufgrund von starken Entnetzungen als schlecht bewertet. DIN EN 60068-2-20 performed on the samples tempered at 300 ° C / 5min. The samples were pickled and brushed. The solder bath was made of Sn60Pb40 at 235 ° C. The test was carried out at a dipping speed of 25 mm / sec and a residence time of 5 sec using as the flux pure rosin at 260 g / l. During the subsequent visual inspection, the samples were rated as poor due to strong dewetting.
Ursächlich für die schlechte Verzinnbarkeit der Proben sind die langgestreckten Fe-haltigen Zeilen. An diesen ist kein Cu zur Ausbildung einer intermetallischen Phase vorhanden und es kommt zu unerwünschten Inhomogenitäten an den verzinnten Bändern. The reason for the poor tininess of the samples are the elongated Fe-containing lines. At this Cu is not present for the formation of an intermetallic phase and there are undesirable inhomogeneities on the tinned ribbons.
Tabelle 1 : Zusammensetzung der Kupferlegierungen in Gewichtsprozent Table 1: Composition of copper alloys in weight percent
Tabelle 2: Ei enschaften nach dem letzten Kaltwalzen an Enddicke und Glühen 250°C/3h  Table 2: Properties after final cold rolling to final thickness and annealing 250 ° C / 3h
Tabelle 3: Ei enschaften nach dem letzten Kaltwalzen an Enddicke und Glühen 300°C/5min Table 3: Properties after final cold rolling to final thickness and annealing 300 ° C / 5min
Tabelle 4: Hau ttexturla en in Volumen rozent der Le ierun en aus Tabelle 3 Table 4: Characteristics in volume percent of the oils from Table 3

Claims

Patentansprüche claims
Kupferlegierung, welche einer thermomechanischen Behandlung unterzogen wurde, bestehend aus (in Gew.-%): Copper alloy which has undergone a thermomechanical treatment consisting of (in% by weight):
15,5 bis 36,0 % Zn,  15.5 to 36.0% Zn,
0,3 bis 3,0 % Sn,  0.3 to 3.0% Sn,
0,1 bis 1 ,5 % Fe,  0.1 to 1.5% Fe,
wahlweise noch 0,001 bis 0,4 % P,  optionally between 0.001 and 0.4% P,
wahlweise noch 0,01 bis 0,1 % AI,  optionally 0.01 to 0.1% AI,
wahlweise noch jeweils 0,01 bis 0,3 % Ag, Mg, Zr, In, Co, Cr, Ti, Mn, wahlweise noch 0,05 bis 0,5 % Ni,  optionally still 0.01 to 0.3% Ag, Mg, Zr, In, Co, Cr, Ti, Mn, optionally 0.05 to 0.5% Ni,
Rest Kupfer und unvermeidbaren Verunreinigungen, wobei die  Remaining copper and unavoidable impurities, the
Mikrostruktur der Legierung dadurch gekennzeichnet ist,  Microstructure of the alloy is characterized
dass die Anteile der Haupttexturlagen aus  that the proportions of the main textures out
wenigstens 10 Vol.-% Kupferlage,  at least 10% by volume of copper layer,
wenigstens 10 Vol.-% S/R-Lage,  at least 10% by volume of S / R layer,
wenigstens 5 Vol.-% Messinglage,  at least 5% by volume brass layer,
wenigstens 2 Vol.-% Gosslage,  at least 2% by volume of Gosslage,
wenigstens 2 Vol.-% 22RD-Würfellage,  at least 2% by volume 22RD cube layer,
wenigstens 0,5 Vol.-% Würfellage betragen, und  at least 0.5% by volume of the cube layer, and
fein verteilte eisenhaltige Partikel in der Legierungsmatrix enthalten sind.  finely divided iron-containing particles are contained in the alloy matrix.
Kupferlegierung nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,7 bis 1 ,5 % Sn, Copper alloy according to claim 1, characterized by a content of 0.7 to 1.5% Sn,
0,5 bis 0,7 % Fe.  0.5 to 0.7% Fe.
3. Kupferlegierung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 21 ,5 bis 31 ,5 % Zn. 3. Copper alloy according to claim 1 or 2, characterized by a content of 21, 5 to 31, 5% Zn.
4. Kupferlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 28,5 bis 31 ,5 % Zn. 4. Copper alloy according to one of claims 1 to 3, characterized by a content of 28.5 to 31, 5% Zn.
5. Kupferlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch 5. Copper alloy according to one of claims 1 to 4, characterized
gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Anteile der Haupttexturlagen aus Messinglage und Kupferlage kleiner als 1 beträgt.  in that the ratio of the proportions of the main textur layers made of brass layer and copper layer is less than 1.
6. Kupferlegierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Anteile der Haupttexturlagen aus Messinglage und 6. Copper alloy according to claim 5, characterized in that the ratio of the proportions of the main textural layers of brass layer and
Kupferlage zwischen 0,4 bis 0,90 liegt.  Copper layer is between 0.4 to 0.90.
7. Kupferlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass fein verteilte eisenhaltige Partikel mit einem Durchmesser kleiner als 1 μιτι bei einer Dichte von zumindest 0,5 Partikel pro μητι2 in der Legierungsmatrix vorliegen. 7. copper alloy according to one of claims 1 to 6, characterized in that finely divided iron-containing particles having a diameter smaller than 1 μιτι be present at a density of at least 0.5 particles per μητι 2 in the alloy matrix.
8. Kupferlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Korngröße der Legierungsmatrix kleiner als 10 μΐτι beträgt. 8. copper alloy according to one of claims 1 to 7, characterized in that the average grain size of the alloy matrix is less than 10 μΐτι.
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