EP3147382B1 - Verwendung eines aus einer kupfer-zink-mangan-legierung ausgebildeten metallischen elements als elektrisches heizelement - Google Patents

Verwendung eines aus einer kupfer-zink-mangan-legierung ausgebildeten metallischen elements als elektrisches heizelement Download PDF

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EP3147382B1
EP3147382B1 EP16190686.2A EP16190686A EP3147382B1 EP 3147382 B1 EP3147382 B1 EP 3147382B1 EP 16190686 A EP16190686 A EP 16190686A EP 3147382 B1 EP3147382 B1 EP 3147382B1
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alloy
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zinc
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Martin Gertler
Alexander Rühl
Eberhard Schmid
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Berkenhoff and Co KG
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Berkenhoff and Co KG
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C9/00—Alloys based on copper
    • C22C9/05—Alloys based on copper with manganese as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material

Definitions

  • the present invention relates to the use of an alloy consisting of copper, zinc and manganese as an electrical heating element.
  • the use can relate in particular to low-temperature applications.
  • Electrical heating elements and in particular resistance wires or heating wires - or heating conductors in general - for heating applications are often made of Ni alloys and in particular of CuNi alloys.
  • CuNi alloys have good workability and corrosion resistance and, due to the complete miscibility, advantageously allow material-specific parameters to be set in order to set a desired specific resistance. The ohmic resistance of a specific body can then be calculated from its geometric dimensions and specific resistance. Accordingly, in the standard DIN 17471:1983-04, various CuNi alloys are provided as resistance alloys, e.g. for use as heating elements or heat conductors. However, due to the Ni content, these alloys have the disadvantage of a high price. In addition, they have the disadvantage of a sensitizing and carcinogenic effect caused by the nickel.
  • CuSn alloys are also very expensive due to the Sn content
  • CuZn alloys - like other alloys - are subject to limitations due to the required formability, among other things. In particular, this generally limits the Zn content that can be achieved in CuZn alloys, so that, unlike with CuNi alloys, for example, conductivities lower than 15 MS/m cannot be achieved with good formability.
  • the alloy composition consists of Cu, 0.1 ⁇ 1% by weight Sn and 1 ⁇ 8% by weight Zn.
  • the alloy contains 0.2% by weight Mn with a copper content of more than 63% by weight.
  • Zn and some Sn is said to increase the strength and flexibility of the wire alloy, with excess of 1% and 8% respectively reducing the strength and flexibility of the wire alloy.
  • the GB 756 884A describes copper-based electrical resistance alloys for electrical resistance bars, in particular for rotor bars of electric motors, with a Cu content of 53.1 to 60.5%, a Zn content of 33-38.8%, an Mn content of 1.6- 7.2% and a Pb content of 1.3-3%.
  • the object of the present invention is to achieve an improvement in terms of costs in connection with electrical heating elements compared to CuNi alloys while maintaining good formability and the ability to achieve low conductivities.
  • an alloy consisting of copper, zinc and manganese with a copper content of at least 63% by weight is to be used as the electrical heating element.
  • Manganese alloy has a copper content of at least 65% by weight.
  • the combination of copper, zinc and manganese brings specific advantages for use in electrical heating elements.
  • a relatively high Zn content can significantly reduce the cost of the alloy.
  • the manganese has the advantageous effect that its influence on conductivity is much greater than that of zinc, so that, unlike brass and other CuZn alloys, low conductivity levels of, for example, less than 15 MS/m can also be achieved .
  • the manganese can be used to bring the conductivity at least roughly into the desired range, and the Zn content can then preferably be selected in order to fine-tune the conductivity.
  • the manganese has the advantageous effect that the copper content can be so high, despite the desire to achieve low conductivities, that good cold workability of the alloy is retained. If the Zn content is too high, the ⁇ -phase precipitates, which has a disadvantageous effect on formability. Due to the great influence of manganese on the conductivity or resistance, even the smallest amounts of Mn are sufficient to achieve an advantageous conductivity. Overall, in comparison to a comparable pure CuZn alloy, part of the zinc is replaced by manganese in order to obtain the above advantageous properties.
  • the invention is also based on the finding that for many heating applications, high resistance to corrosion or oxidation is not important in practice.
  • oxidation provides for heating applications in the low-temperature range or in areas where the heating elements or heating conductors are insulated.
  • the above properties of the copper-zinc-manganese alloys according to the invention can therefore be used in an advantageous manner specifically for use in electrical heating elements—and in particular in the low-temperature range.
  • the copper content of the alloy is 63 to 70% by weight, for example 65 to 70% by weight.
  • a copper content made possible by the manganese in combination with copper and zinc, ensures on the one hand that there are no ⁇ -phase precipitations that impair formability, and on the other hand that sufficient zinc and manganese are present in the alloy to To reduce costs and to be able to set the conductivity over a wide range and in particular to low values.
  • the manganese content of the alloy is at least 0.2% by weight and for example more than 0.3% by weight, preferably more than 0.5% by weight or more preferably more than 0.8% by weight.
  • the manganese content of the alloy is preferably 0.2 to 20% by weight, preferably 0.3 to 20% by weight and more preferably 0.8 to 6% by weight.
  • the sum of the manganese content and the zinc content of the alloy is 30 to 37% by weight, more preferably 30 to 35% by weight and even more preferably 33 to 35% by weight.
  • the alloy is single-phase at room temperature and exhibits the ⁇ -phase.
  • the alloy may have been recrystallized during manufacture of the metallic heating element. But this is not a requirement.
  • the electric heating element is used at a maximum continuous operating temperature of 300 °C, preferably at most 200 °C, and more preferably at most 150 °C.
  • the continuous use temperature is preferably at most 300° C. for electrically insulated metallic heating elements or those provided with electrical insulation, and preferably at most 200° C. for bare metallic elements or metallic elements that have no electrical insulation. At these low temperatures, particularly low demands are placed on the resistance to corrosion or oxidation or to protection against corrosion or oxidation.
  • the alloy in the metallic heating element has an electrical conductivity of less than 15 MS/m at room temperature.
  • the alloy may have been annealed or subjected to a recovery process and/or recrystallized during manufacture of the metallic heating element. But this is not a requirement.
  • the metallic heating element is preferably produced by continuously extruding it and then forming it.
  • the forming can preferably comprise rolling steps and/or drawing and annealing steps, for example a rolling step followed by an annealing step, a subsequent drawing step and finally a further annealing step.
  • the electrical heating element is a wire, such as a wire with a round, circular, rectangular or polygonal cross section, a square wire, a profile wire or a flat wire.
  • the electrical heating element is a resistance wire or heating wire or heating conductor. Resistance wires or heating wires or heating conductors are described in DIN 17471:1983-04 under point 6 "Delivery condition".
  • the heating element is used with electrical insulation. This means that it can also be used at high temperatures.
  • the heating element is used in a surface heating system, in a cable-type heating system or in elements for plastic welding, for example in a heating blanket, underfloor heating or an electrofusion sleeve.
  • a metallic heating element in the form of a heating wire can advantageously be formed.
  • the metallic heating element was manufactured by continuous extrusion followed by working.
  • the forming involved a rolling step, followed by an annealing step, a subsequent drawing step and finally another annealing step.
  • the metallic heating element consists of CuZn32.6Mn0.8 and has 32.6% by weight Zn and 0.8% by weight Mn.
  • the tensile strength is 500 N/mm 2 and the elongation is 20%.
  • the metallic element has a circular cross section with a diameter of 0.6 mm with a value of 0.337 ⁇ /m.
  • the conductivity is approx. 10.5 MS/m.
  • This example represents an alternative to the CuNi6 alloy in terms of conductivity and has a 50% greater strength in comparison.
  • the metallic heating element consists of CuZn31.5Mn1.9 and has 31.5% by weight Zn and 1.9% by weight Mn.
  • the tensile strength is 500 N/mm 2 and the elongation is 20%.
  • the metallic heating element has a circular cross-section with a diameter of 0.6 mm and a value of 0.5 ⁇ /m.
  • the conductivity is about 7.1 MS/m. This example represents an alternative to the CuNi10 alloy in terms of conductivity and is almost 50% stronger in comparison.
  • the metallic heating element consists of CuZn28.1Mn4.9 and has 28.1% by weight Zn and 4.9% by weight Mn.
  • the tensile strength is 500 N/mm 2 and the elongation is 20%.
  • the metallic heating element has a circular cross section of 0.6 mm with a resistance of 0.9 ⁇ /m.
  • the conductivity is approx. 3.9 MS/m.
  • the above exemplary metallic heating elements can be produced, for example, by first continuously casting an element with a diameter of 20 mm, then rolling it to a diameter of 12 mm, and finally subjecting it to a stationary annealing step at a temperature of 450 to 600 °C is subjected to complete softening. Then, after cooling, another rolling step takes place, bringing the diameter to 8 mm, followed by another stationary annealing step at a temperature of 450 to 600 °C until complete softening. After cooling, the element is then drawn to a diameter of 5 mm and a further stationary annealing step is carried out at a temperature of 450 to 600° C. until it has completely softened.
  • the element is drawn to a diameter of 3 mm and continuous annealing is carried out at a temperature of 750 to 800 °C, the speed being adjusted so that complete softening occurs.
  • two further drawing steps take place, with which the diameter is initially reduced to 1.5 mm and then brought to the final diameter of 0.6 mm, with in-line annealing followed by cooling being carried out after each of the two drawing processes.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer aus Kupfer, Zink und Mangan bestehenden Legierung als elektrisches Heizelement. Die Verwendung kann insbesondere Niedrigtemperaturanwendungen betreffen.
  • Elektrische Heizelemente und insbesondere Widerstandsdrähte bzw. Heizdrähte - oder allgemein Heizleiter - für Heizanwendungen werden häufig aus Ni-Legierungen und insbesondere aus CuNi-Legierungen hergestellt. CuNi-Legierungen weisen eine gute Verarbeitkeit und Korrosionsbeständigkeit auf und erlauben aufgrund der vollkommenen Mischbarkeit in vorteilhafter Weise eine Einstellung materialspezifischer Kennwerte zur Einstellung eines gewünschten spezifischen Widerstands. Der ohmsche Widerstand eines konkreten Körpers lässt sich dann aus seinen geometrischen Abmessungen und dem spezifischen Widerstand berechnen. Dementsprechend sind in der Norm DIN 17471:1983-04 verschiedene CuNi-Legierungen als Widerstandslegierungen u.a. zur Verwendung als Heizelemente bzw. Heizleiter vorgesehen. Diese Legierungen haben aufgrund des Ni-Gehalts allerdings den Nachteil eines hohen Preises. Außerdem haben sie den Nachteil einer durch das Nickel bedingten sensibilisierende und karzinogenen Wirkung.
  • Andere im Stand der Technik zum Teil verwendete Legierungen haben gegenüber CuNi-Legierungen Nachteile. So sind beispielsweise CuSn-Legierungen aufgrund des Sn-Gehalts ebenfalls sehr teuer, und CuZn-Legierungen sind - wie auch andere Legierungen - u.a. aufgrund der erforderlichen Umformbarkeit Beschränkungen unterworfen. Insbesondere ist dadurch im Allgemeinen bei CuZn-Legierungen der realisierbare Zn-Gehalt begrenzt, so dass anders als etwa mit CuNi-Legierungen keine niedrigeren Leitfähigkeiten als 15 MS/m bei guter Umformbarkeit erzielbar sind.
  • Aus der JP S57 145956 A ist ein Draht aus einer Kupferlegierung bekannt, der als Heizelement für eine elektrische Decke verwendbar ist. Die Legierungszusammensetzung besteht aus Cu, 0,1∼1 Gew.% Sn und 1∼8 Gew.% Zn. Optional enthält die Legierung 0.2 Gew.% Mn bei einem Kupfergehalt von mehr als 63 Gew.%. Durch die Zugabe von Zn und etwas Sn soll die Stärke und Flexibilität der Drahtlegierung erhöht werden, wobei das Überschreiten von 1% bzw. 8% die Stärke und Flexibilität der Drahtlegierung reduziert.
  • Die GB 756 884 A beschreibt kupferbasierte elektrische Widerstandslegierungen für elektrische Widerstandsstäbe, insbesondere für Rotorstäbe von Elektromotoren, mit einem Cu-Gehalt von 53,1 bis 60,5%, einem Zn-Gehalt von 33-38,8%, einem Mn-Gehalt von 1,6-7,2% und einem Pb-Gehalt von 1,3-3%.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in Zusammenhang mit elektrischen Heizelementen gegenüber CuNi-Legierungen unter Beibehaltung einer guten Umformbarkeit und der Erreichbarkeit von niedrigen Leitfähigkeiten eine Verbesserung in Bezug auf die Kosten zu erzielen.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch die Verwendung einer aus Kupfer, Zink und Mangan bestehenden Legierung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Nach der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, eine aus Kupfer, Zink und Mangan bestehende Legierung mit einem Kupfergehalt von mindestens 63 Gew.% als elektrisches Heizelement zu verwenden. In einer Ausführungsform kann die aus Kupfer, Zink und
  • Mangan bestehende Legierung einen Kupfergehalt von mindestens 65 Gew.% aufweisen.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist erkannt worden, dass gerade die Kombination von Kupfer, Zink und Mangan spezifische Vorteile für die Verwendung in elektrischen Heizelementen mit sich bringt. Durch einen relativ hohen Zn-Gehalt können die Kosten der Legierung erheblich gesenkt werden. Das Mangan hat dabei zum einen die vorteilhafte Wirkung, dass sein Einfluss auf die Leitfähigkeit sehr viel größer ist als der des Zinks, so dass anders als bei Messing und anderen CuZn-Legierungen auch geringe Leitfähigkeiten von zum Beispiel weniger als 15 MS/m erreichbar sind. Insgesamt kann das Mangan durch Wahl seines Gehalts dazu verwendet werden, die Leitfähigkeit zumindest grob in den gewünschten Bereich zu bringen, und der Zn-Gehalt kann dann bevorzugt gewählt werden, um eine Feineinstellung der Leitfähigkeit vorzunehmen. Zum anderen hat das Mangan die vorteilhafte Wirkung, dass der Kupfergehalt trotz des Wunsches der Erzielung geringer Leitfähigkeiten so hoch sein kann, dass eine gute Kaltumformbarkeit der Legierung erhalten bleibt. Bei zu hohen Zn-Gehalten kommt es zu Ausscheidungen von β-Phase, die die Umformbarkeit in nachteiliger Weise beeinträchtigen. Aufgrund des großen Einflusses des Mangans auf die Leitfähigkeit bzw. Widerstand, reichen bereits geringste Gehalte von Mn, um eine vorteilhafte Leitfähigkeit zu erreichen. Insgesamt wird im Vergleich zu einer vergleichbaren reinen CuZn-Legierung ein Teil des Zinks durch Mangan ersetzt, um die obigen vorteilhaften Eigenschaften zu erhalten.
  • Die Erfindung basiert außerdem auf der Erkenntnis, dass für viele Heizanwendungen eine hohe Korrosions- bzw. Oxidationsbeständigkeit in der Praxis keine Rolle spielt. So stellt Oxidation beispielsweise für Heizanwendungen im Niedertemperaturbereich oder in Bereichen, in denen die Heizelemente bzw. Heizleiter mit einer Isolation versehen sind, kein Problem dar.
  • Daher lassen sich die obigen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Kupfer-Zink-Mangan-Legierungen speziell für die Verwendung in elektrischen Heizelementen - und insbesondere im Niedrigtemperaturbereich - in vorteilhafter Weise ausnutzen.
  • Erfindungsgemäß beträgt der Kupfergehalt der Legierung 63 bis 70 Gew.% und zum Beispiel 65 bis 70 Gew.%. Ein solcher, durch das Mangan in Kombination mit Kupfer und Zink ermöglichter, Kupfergehalt gewährleistet zum einen, dass es nicht zu die Umformbarkeit beeinträchtigenden Ausscheidungen von β-Phase kommt, und zum anderen, dass ausreichend Zink und Mangan in der Legierung vorhanden sind, um die Kosten zu reduzieren, und die Leitfähigkeit in weiten Bereichen und insbesondere auf niedrige Werte einstellen zu können.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform beträgt der Mangangehalt der Legierung mindestens 0,2 Gew.% und zum Beispiel mehr als 0,3 Gew.%, bevorzugt mehr als 0,5 Gew.% oder mehr bevorzugt mehr als 0,8 Gew.%. Bevorzugt beträgt der Mangangehalt der Legierung 0,2 bis 20 Gew.%, bevorzugt 0,3 bis 20 Gew.% und mehr bevorzugt 0,8 bis 6 Gew.%.
  • Erfindungsgemäß beträgt die Summe des Mangangehalts und des Zinkgehalts der Legierung 30 bis 37 Gew.%, mehr bevorzugt 30 bis 35 Gew.% und noch mehr bevorzugt 33 bis 35 Gew.%.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Legierung bei Raumtemperatur einphasig und weist die α-Phase auf. Es ist jedoch auch möglich, dass die Legierung zu mehr als 90% α-Phase aufweist. Die Legierung kann bei der Herstellung des metallischen Heizelements rekristallisiert worden sein. Dies ist aber kein Erfordernis.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das elektrische Heizelement bei einer Dauereinsatztemperatur von maximal 300 °C, bevorzugt maximal 200 °C, und mehr bevorzugt maximal 150 °C verwendet. Dabei beträgt die Dauereinsatztemperatur bevorzugt für elektrisch isolierte bzw. mit einer elektrischen Isolation versehene metallische Heizelemente maximal 300 °C und für blanke bzw. keine elektrische Isolation aufweisende metallische Elemente bevorzugt maximal 200 °C. Bei diesen geringen Temperaturen werden besonders geringe Anforderungen an die Korrosions- bzw. Oxidationsbeständigkeit oder an einen Korrosions- bzw. Oxidationsschutz gestellt.
  • Erfindungsgemäß weist die Legierung in dem metallischen Heizelement bei Raumtemperatur eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als 15 MS/m auf. Die Legierung kann bei der Herstellung des metallischen Heizelements weichgeglüht bzw. einem Erholungsprozess unterworfen und/oder rekristallisiert worden sein. Dies ist aber kein Erfordernis. Bevorzugt wird das metallische Heizelement hergestellt, indem es kontinuierlich stranggegossen und anschließend umgeformt wird. Das Umformen kann bevorzugt Walzschritte und/oder Zieh- und Glühschritte umfassen, zum Beispiel einen Walzschritt, gefolgt von einem Glühschritt, einem anschließenden Ziehschritt und schließlich einem weiteren Glühschritt.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das elektrische Heizelement ein Draht, wie zum Beispiel ein Draht mit rundem, kreisförmigem, rechteckigem oder vieleckigem Querschnitt, ein Vierkantdraht, ein Profildraht oder ein Flachdraht. Insbesondere ist das elektrische Heizelement ein Widerstandsdraht bzw. Heizdraht oder Heizleiter. Widerstandsdrähte bzw. Heizdrähte oder Heizleiter sind in DIN 17471:1983-04 unter Punkt 6 "Lieferzustand" beschrieben.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Heizelement mit elektrischer Isolierung verwendet. Dadurch kann es auch bei hohen Temperaturen eingesetzt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Heizelement in einer Flächenheizung, in einer kabelförmigen Heizung oder in Elementen zum Kunststoffschweißen verwendet, zum Beispiel in einer Heizdecke, einer Fußbodenheizung bzw. einer Elektroschweißmuffe.
  • Im Folgenden werden drei Beispiele für aus Kupfer, Zink und Mangan bestehende Legierungen angegeben, aus denen jeweils ein metallisches Heizelement in Form eines Heizdrahts in vorteilhafter Weise ausgebildet sein kann. In jedem der drei Beispiele wurde das metallische Heizelement hergestellt, indem es kontinuierlich stranggegossen und anschließend umgeformt wurde. Das Umformen umfasste einen Walzschritt, gefolgt von einem Glühschritt, einem anschließenden Ziehschritt und schließlich einem weiteren Glühschritt.
    • Beispiel 1
  • Das metallische Heizelement besteht aus CuZn32,6Mn0,8 und weist 32,6 Gew.% Zn und 0,8 Gew.% Mn auf. Die Zugfestigkeit beträgt 500 N/mm2, und die Dehnbarkeit beträgt 20%. Das metallische Element hat einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von 0,6 mm bei einem Wert von 0,337Ω/m. Die Leitfähigkeit beträgt ca. 10,5 MS/m. Dieses Beispiel stellt in Bezug auf die Leitfähigkeit eine Alternative zu der Legierung CuNi6 dar und weist im Vergleich dazu eine 50% größere Festigkeit auf.
    • Beispiel 2
  • Das metallische Heizelement besteht aus CuZn31,5Mn1,9 und weist 31,5 Gew.% Zn und 1,9 Gew.% Mn auf. Die Zugfestigkeit beträgt 500 N/mm2, und die Dehnbarkeit beträgt 20%. Das metallische Heizelement hat einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von 0,6 mm bei einem Wert von 0,5 Ω/m. Die Leitfähigkeit beträgt ca 7,1 MS/m. Dieses Beispiel stellt in Bezug auf die Leitfähigkeit eine Alternative zu der Legierung CuNi10 dar und weist im Vergleich dazu eine fast 50% größere Festigkeit auf.
    • Beispiel 3
  • Das metallische Heizelement besteht aus CuZn28,1Mn4,9 und weist 28,1 Gew.% Zn und 4,9 Gew.% Mn auf. Die Zugfestigkeit beträgt 500 N/mm2, und die Dehnbarkeit beträgt 20%. Das metallische Heizelement hat einen kreisförmigen Querschnitt von 0,6 mm bei einem Widerstand von 0,9 Ω/m. Die Leitfähigkeit beträgt ca. 3,9 MS/m.
  • Die obigen beispielhaften metallischen Heizelemente können zum Beispiel hergestellt werden, indem zunächst durch Strangguss ein Element mit einem Durchmesser von 20 mm hergestellt, anschließend durch Walzen auf einen Durchmesser von 12 mm gebracht und schließlich einem stationären Glühschritt bei einer Temperatur von 450 bis 600 °C bis zur vollständigen Erweichung unterzogen wird. Dann erfolgt nach Abkühlung ein weiterer Walzschritt, mit dem der Durchmesser auf 8 mm gebracht wird, gefolgt von einem weiteren stationären Glühschritt bei einer Temperatur von 450 bis 600 °C bis zur vollständigen Erweichung. Anschließend wird das Element nach Abkühlung durch Ziehen auf einen Durchmesser von 5 mm gebracht und ein weiterer stationärer Glühschritt bei einer Temperatur von 450 bis 600 °C bis zur vollständigen Erweichung durchgeführt. Danach wird das Element nach Abkühlung durch Ziehen auf einen Durchmesser von 3 mm gebracht und eine Durchlauf-Glühung bei einer Temperatur von 750 bis 800 °C durchgeführt, wobei die Geschwindigkeit so angepasst wird, dass es zu einer vollständigen Erweichung kommt. Schließlich erfolgen nach Abkühlung zwei weitere Ziehschritte, mit denen der Durchmesser zunächst auf 1,5 mm und dann auf den Enddurchmesser von 0,6 mm gebracht wird, wobei im Anschluss an die beiden Ziehvorgänge jeweils ein Inline-Glühen gefolgt von einer Abkühlung durchgeführt wird.

Claims (11)

  1. Verwendung einer aus Kupfer, Zink und Mangan bestehenden Legierung mit einem Kupfergehalt von 63 bis 70 Gew.% als elektrisches Heizelement, wobei die Summe des Mangangehalts und des Zinkgehalts der Legierung 30 bis 37 Gew.% beträgt, und wobei die Legierung bei Raumtemperatur eine elektrische Leitfähigkeit von weniger als 15 MS/m aufweist.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, bei der der Mangangehalt der Legierung mindestens 0,2 Gew.% beträgt.
  3. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Legierung bei Raumtemperatur einphasig ist und die α-Phase aufweist.
  4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das elektrische Heizelement bei einer Dauereinsatztemperatur von maximal 300 °C verwendet wird.
  5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das elektrische Heizelement bei einer Dauereinsatztemperatur von maximal 200 °C verwendet wird.
  6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das elektrische Heizelement bei einer Dauereinsatztemperatur von maximal 150 °C verwendet wird.
  7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das elektrische Heizelement ein Draht ist.
  8. Verwendung nach Anspruch 7, bei der das elektrische Heizelement ein Widerstandsdraht ist.
  9. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Heizelement mit elektrischer Isolierung verwendet wird.
  10. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Heizelement in einer Flächenheizung, in einer kabelförmigen Heizung oder in Elementen zum Kunststoffschweißen verwendet wird.
  11. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Mangangehalt der Legierung 0,2 bis 20 Gew.% und bevorzugt 0,8 bis 6 Gew.% beträgt.
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