EP3156510A1 - Nickelfreie weisse cuzn-legierung und verwendung derselben - Google Patents

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EP3156510A1
EP3156510A1 EP16002090.5A EP16002090A EP3156510A1 EP 3156510 A1 EP3156510 A1 EP 3156510A1 EP 16002090 A EP16002090 A EP 16002090A EP 3156510 A1 EP3156510 A1 EP 3156510A1
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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
    • 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 nickel-free white CuZn alloy and a use of such a nickel-free white CuZn alloy.
  • Nickel-free white CuZn alloys are characterized by their white color and their antiallergenic properties. They are therefore used in particular for the production of zippers, metal buttons and the like .. It is exemplified on the EP 1 319 728 A1 directed.
  • the known nickel-free white CuZn alloy consists of the elements Cu, Zn and Mn.
  • the DE 100 16 525 A1 as well as the corresponding ones EP 1 045 042 A1 disclose a nickel-free white CuZn alloy which contains 0.5 to 4% Al to improve stress corrosion cracking resistance.
  • alloying elements may be included in a group of Si, Ti and Cr.
  • the DE 43 25 217 C2 discloses another nickel-free CuZn white alloy for making zippers. From this it is known to add to the alloy to improve the stress corrosion cracking resistance a content of 2% Al.
  • the known nickel-free white CuZn alloys do not have particularly good extrusion properties. There is a need to provide a nickel-free white CuZn alloy with improved extrusion properties.
  • the object of the invention is to satisfy this need.
  • the proposed alloy is characterized by improved extrusion properties. It is white and in particular has good antimicrobial properties. It is therefore particularly suitable for the production of fittings in buildings of the health sector, eg. As hospitals, nursing homes or medical practices, as well as in all public buildings with high public traffic.
  • the proposed alloy for example, for the production of fittings for doors, windows, z. As door and window handles, door panels and handrails are used.
  • the alloy may contain 0 to 0.2% Sn.
  • the alloy contains according to a further embodiment 0.03 to 0.1%, preferably 0.05 to 0.08%, Pb. It may further contain 1.5 to 2.3%, preferably 1.9 to 2.1%, Al. Furthermore, 12.8 to 14.7%, preferably 13.0 to 14.4%, Mn may be included.
  • the alloy advantageously consists of the abovementioned alloying elements. "%” In the context of the invention "wt.%” Understood.
  • the Fig. 1 shows the result of compression tests of 600 ° C.
  • the alloy of the invention can be significantly better deformed.
  • a "maximum possible deformation" resulting from exerting the maximum force of the press used to perform the compression tests is 53.5% for the comparative alloy and 71.5% for the alloy according to the invention.
  • Fig. 2 shows the result of compression tests at 700 ° C.
  • the comparative alloy shows a clear cracking already from a degree of deformation of 60%.
  • the alloy according to the invention can be deformed without cracks up to a maximum degree of deformation of 74.5%.
  • the alloy according to the invention is characterized by improved deformation properties and thus also by improved extrusion properties.
  • the advantageous properties of the alloy are attributed to the fact that the alloy contains 0.01 to 0.15% Pb and 0.01 to 0.2% Fe compared to corresponding prior art alloys.

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Abstract

Nickelfreie weiße CuZn-Legierung, mit folgenden Legierungselementen: - 63,0 bis 67,0% Cu, - 0,01 bis 0,15% Pb, - 0,01 bis 0,2% Fe, - 1,3 bis 2,5% Al, - 12,0 bis 15,0% Mn, - Rest Zn sowie - unvermeidbare Verunreinigungen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine nickelfreie weiße CuZn-Legierung sowie eine Verwendung einer solchen nickelfreien weißen CuZn-Legierung.
  • Nickelfreie weiße CuZn-Legierungen zeichnen sich durch ihre weiße Farbe sowie ihre antiallergenen Eigenschaften aus. Sie werden deshalb insbesondere zur Herstellung von Reißverschlüssen, Metallknöpfen und dgl. verwendet. Es wird dazu beispielhaft auf die EP 1 319 728 A1 verwiesen. Die daraus bekannte nickelfreie weiße CuZn-Legierung besteht aus den Elementen Cu, Zn und Mn.
  • Die DE 100 16 525 A1 sowie die dazu korrespondierende EP 1 045 042 A1 offenbaren eine nickelfreie weiße CuZn-Legierung, welche zur Verbesserung der Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit 0,5 bis 4% Al enthält. Außerdem können Legierungselemente aus einer Gruppe aus Si, Ti und Cr enthalten sein.
  • Die DE 43 25 217 C2 offenbart eine weitere nickelfreie weiße CuZn-Legierung zur Herstellung von Reißverschlüssen. Daraus ist es bekannt, der Legierung zur Verbesserung der Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit einen Gehalt von 2% Al zuzusetzen.
  • Die bekannten nickelfreien weißen CuZn-Legierungen weisen keine besonders guten Strangpresseigenschaften auf. Es besteht ein Bedarf an der Bereitstellung einer nickelfreien weißen CuZn-Legierung mit verbesserten Strangpresseigenschaften.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Bedarf zu befriedigen.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird eine nickelfreie weiße CuZn-Legierung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 8. Nach weiterer Maßgabe der Erfindung wird im Patentanspruch 9 eine Verwendung der nickelfreien weißen CuZn-Legierung vorgeschlagen.
  • Nach Maßgabe der Erfindung wird eine nickelfreie weiße CuZn-Legierung (im Weiteren: Legierung), mit folgenden Legierungselementen vorgeschlagen:
    • 63,0 bis 67,0% Cu,
    • 0,01 bis 0,15% Pb,
    • 0,01 bis 0,2% Fe,
    • 1,3 bis 2,5% Al,
    • 12,0 bis 15,0% Mn,
    • Rest Zn sowie
    • unvermeidbare Verunreinigungen.
  • Die vorgeschlagene Legierung zeichnet sich durch verbesserte Strangpresseigenschaften aus. Sie ist weiß und weist insbesondere gute antimikrobielle Eigenschaften auf. Sie eignet sich deshalb insbesondere zur Herstellung von Beschlägen in Gebäuden des Gesundheitsbereichs, z. B. Krankenhäuser, Pflegeheime oder Arztpraxen, sowie in allen öffentlichen Gebäuden mit hohem Publikumsverkehr. Die vorgeschlagene Legierung kann beispielsweise zur Herstellung von Beschlägen für Türen, Fenster, z. B. Tür- und Fenstergriffe, Türplatten sowie von Handläufen verwendet werden.
  • Die Legierung kann 0 bis 0,2% Sn enthalten.
  • Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind in der Legierung 63,5 bis 66,0%, vorzugsweise 64,0 bis 65,5%, Cu enthalten.
  • Die Legierung enthält nach einer weiteren Ausgestaltung 0,03 bis 0,1%, vorzugsweise 0,05 bis 0,08%, Pb. Sie kann ferner 1,5 bis 2,3%, vorzugsweise 1,9 bis 2,1 %,- Al enthalten. Ferner können 12,8 bis 14,7%, vorzugsweise 13,0 bis 14,4%, Mn enthalten sein.
  • Die Legierung besteht vorteilhafterweise aus den vorgenannten Legierungselementen. Unter "%" werden im Sinne der Erfindung "Gew.%" verstanden.
    • Beispiel:
  • Legierung, bestehend aus den folgenden Legierungselementen:
    • 64,7% Cu,
    • 0,06% Pb,
    • 0,08% Fe,
    • 0,05% Sn,
    • 2,0% Al,
    • 13,2% Mn,
    • Rest Zn sowie
    • unvermeidbare Verunreinigungen.
  • Die verbesserten Strangpresseigenschaften der erfindungsgemäßen Legierung werden aus den anliegenden Zeichnungen deutlich. Es zeigen:
    • Fig. 1
    das Ergebnis von Stauchversuchen bei 600 °C und
    Fig. 2
    das Ergebnis von Stauchversuchen bei 700 °C.
  • Die zur Durchführung der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Stauchversuche verwendeten Proben hatten folgende Abmessungen:
    • Probendurchmesser: 10 mm
    • Probenhöhe: 20 mm
  • Die Vergleichslegierung hatte folgende Zusammensetzung:
    • Cu: 65,6%
    • Al: 0,98%
    • Mn: 14,5%
    • Zn: Rest
  • Die erfindungsgemäße Legierung hatte folgende Zusammensetzung:
    • Cu: 64,7%
    • Al: 2,0%
    • Mn: 13,2%
    • Pb: 0,06%
    • Fe: 0,08%
    • Zn: Rest
  • Die Fig. 1 zeigt das Ergebnis von Stauchversuchen von 600 °C. Die erfindungsgemäße Legierung lässt sich deutlich besser verformen. Eine bei Ausübung der Maximalkraft der zur Durchführung der Stauchversuche verwendeten Presse sich ergebende "maximale mögliche Verformung" liegt bei der Vergleichslegierung bei 53,5%, bei der erfindungsgemäßen Legierung bei 71,5%.
  • Fig. 2 zeigt das Ergebnis von Stauchversuchen bei 700 °C. Die Vergleichslegierung zeigt bereits ab einem Verformungsgrad von 60% eine deutliche Rissbildung. Die erfindungsgemäße Legierung kann dagegen bis zu einem maximalen Verformungsgrad von 74,5% rissfrei verformt werden.
  • Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, zeichnet sich die erfindungsgemäße Legierung durch verbesserte Verformungseigenschaften und damit auch durch verbesserte Strangpresseigenschaften aus.
  • Die vorteilhaften Eigenschaften der Legierung werden insbesondere darauf zurückgeführt, dass die Legierung im Vergleich zu entsprechenden Legierungen nach dem Stand der Technik 0,01 bis 0,15% Pb sowie 0,01 bis 0,2% Fe enthält.

Claims (8)

  1. Nickelfreie weiße CuZn-Legierung, mit folgenden Legierungselementen:
    - 63,0 bis 67,0% Cu,
    - 0,01 bis 0,15% Pb,
    - 0,01 bis 0,2% Fe,
    - 1,3 bis 2,5% Al,
    - 12,0 bis 15,0% Mn,
    - Rest Zn sowie
    - unvermeidbare Verunreinigungen.
  2. Nickelfreie weiße CuZn-Legierung nach Anspruch 1,
    enthaltend 0 bis 0,2% Sn.
  3. Nickelfreie weiße CuZn-Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 63,5 bis 66,0%, vorzugsweise 64,0 bis 65,5%, Cu enthalten sind.
  4. Nickelfreie weiße CuZn-Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 0,03 bis 0,1%, vorzugsweise 0,05 bis 0,08%, Pb enthalten sind.
  5. Nickelfreie weiße CuZn-Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 1,5 bis 2,3%, vorzugsweise 1,9 bis 2,1%, enthalten sind.
  6. Nickelfreie weiße CuZn-Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei 12,8 bis 14,7%, vorzugsweise 13,0 bis 14,4%, Mn enthalten sind.
  7. Nickelfreie weiße CuZn-Legierung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
    wobei sie aus den Legierungselementen besteht.
  8. Verwendung der nickelfreien weißen CuZn-Legierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von Beschlägen für Türen, Fenster oder Möbel sowie von Handläufen.
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