NO119501B - - Google Patents

Description

Magnesium-støpelegering med liten tendens til varmrissdannelse.

Oppfinnelsen angår en aluminiumholdig magnesium-støpe-legering som utmerker seg ved liten tendens til dannelse av varmriss.

Magnesiumlegeringer inneholdende 3-10% aluminium og van-ligvis 0,3-2% sink, f.eks. AZ 91 (dvs. en magnesiumlegering med ca. 9% Al og ca. 1% Zn), har en rekke gode egenskaper som støpele-geringer, hvorav kan nevnes god utflytning, press-støpbarhet og tilfredsstillende fasthetsegenskaper ved temperaturer opptil ca. 100°C.

Disse legeringer er ikke spesielt tilbøyelige til varmrissdannelse, men deres anvendelsesmuligheter ville bli enda stør-re om varmrisstilbøyeligheten kunne reduseres ytterligere, idet våre dagers press-støpeteknikk åpner muligheter for masseproduksjon

I

av en stadig større mangfoldighet av støpte artikler eller detaljer, hvorav en del vil sette store krav med hensyn til legeringens tendens til varmriss.

Varmriss er en deling i et metallisk støpestykke som oppstår i to-faseområdet fast-flytende under avkjølingsprosessen. Ovennevnte type støpelegeringer har et betydelig størkningsinter-vall, og det følger herav at det under størkningen lett kan oppstå spenninger i støpestykket. Disse kan forårsakes av kontraksjons-hindring i støpeform eller -kjerne, likeledes av delkrymping i sel-ve støpestykket. De spenninger som således oppstår under størknin-gen, kan resultere i varmriss, og tendensen hertil forsterkes når forskjellige deler av støpestykket får innbyrdes uensartet avkjø-ling, som f.eks. ved brå overganger mellom tykt og tynt gods.

Det er kjent forskjellige måter og midler til å motvirke støpelegeringers tendens til varmrissdannelse. Når det gjelder mag-ne siumlege r inge r av ovennevnte type, er det således kjent at varia-sjon i aluminium- og sinkinnholdet har innflytelse på legeringens varmrisstendens.

Det ble nå overraskende funnet at hvis magnesiumlegeringer av den ovenfor nevnte type, dvs. magnesiumlegeringer inneholdende fra 3-10% Al og 0,3-2% sink, tilsettes vismut i meget små mengder, innenfor det ganske snevre intervall av 0,1-0,4%, oppnås en meget markert effekt når det gjelder å redusere legeringens tendens til varmriss. Tinn ble også funnet å ha en gunstig virkning, hvis det tilsettes i små mengder innenfor det samme snevre intervall. Virkningen for tinn er imidlertid ikke så sterk som for vismut.

Legeringer av ovennevnte art kan derfor med stor fordel anvendes til fremstilling av støpestykker som på grunn av sin form er særlig sterkt varmrisstilbøyelige. Særlig fordelaktig anvendes et vismut-innhold resp. et tinninnhold av fra 0,2-0,3%.

Legeringen kan, om det ønskes, tilsettes opptil 0,5% mangan, 0,5% silisium, 0,5% Cu og de vanlige mengder oksydasjons-hindrende metall (beryllium).

Det skal bemerkes at det i mange årtier har vært kjent magnesiumlegeringer som inneholder vismut. således er det fra norsk patent 53 391 og det tilsvarende US-patent 2 094 332 kjent alumipium- og sinkholdige magnesiumlegeringer med 0,05-2% vismut eller antimon. Legeringen angis å ha forbedret korrosjonsmotstand. Så vidt vites har patentets lære ikke fått praktisk betydning og legeringen ingen anvendelse - heller ikke som knalegering, som

1 henhold til patentets eksempler synes å ha vært den påtenkte ho-vedanvendelse. Den virkning av vismut som nå er blitt funnet, nemlig at vismut nedsetter varmrisstilbøyeligheten, fremgår ikke av patentskriftet og ble neppe engang oppdaget, muligens på grunn av antimoninnholdet i de vismutholdige magnesiumlegeringer. Det har også i mange årtier vært kjent tinnholdige magnesiumlegeringer. Eksempelvis angir US-patent 2 000 115 en magne-sium-knalegering med opp til 12% tinn, fortrinnsvis ca. 4-6% tinn. Andre tinnholdige magnesiumlegeringer er kjent fra US-patent 2 124 552 og 2 305 82 5, hvor tinninnholdet kan være 0,5-10%. Det eksperimentelt anvendte tinninnhold synes å ha vært vesentlig høy-ere enn 0,5%, og den virkning av tinn som nå er blitt funnet i henhold til foreliggende oppfinnelse, kan ikke antas å være blitt opp-nådd i henhold til de nevnte patentskrifter. I det følgende skal noen illustrerende forsøk beskrives. A) 1) Det ble fremstilt legeringer av AZ 91-typen (9% aluminium, 0,7% sink, 0,2% mangan) inneholdende varierende mengder vismut, henholdsvis tinn. Følgende tabell viser innholdet av vismut og tinnr

Disse legeringer ble utprøvet med hensyn pa varmriss i en modifisertprøvekokille av den type som er beskrevet i "Giesse-rei", 45, Heft 26 (1958), s.761-765.

Resultatene vil fremgå av kurvebladet. Ordinaten er her antall grader Celsius avvik fra omslagstemperaturen for AZ 91 uten Bi eller Sn. Med omslagstemperaturen menes laveste kokilletempe-ratur som gir rissfri prøvebarre. Kurven for vismut viser en tem-peraturdifferanse på 70-80°C når tilsetningen av vismut var 0,2-0,3%. Dette er en meget stor temperaturforskjell, hvilket vil si at den gunstige effekt av en tilsetning på 0,2-0,3% vismut til legeringen var meget markert.

Kurvebladet viser videre en lignende effekt av tinn på 30-40°C i området 0,1-0,4% vekt% Sn.

i

2) En vismuttilsetning på 0,3% til en AZ 61-legering (6% aluminium, 0,7% sink, 0,2% mangan) ga en forbedring på 55°C sammenlignet med AZ 61 uten vismut ved forsøk i ovennevnte kokille.

Legeringene under 1) og 2) viste strekkfasthet som nor-malt for AZ 91-legeringer. Videre viste forsøk at tilsetning av vismut ikke ga øket korrosjonstendens ved dypping i 3%'s NaCl-oppløsning. B) AZ 91-legeringer med og uten vismut ble presstøpt til en spesielt varmriss-ømfintlig detalj. De støpte detaljer ble under-søkt med hensyn til varmriss.

RESULTAT

Claims (2)

1. Anvendelse av en aluminiumholdig magnesiumlegering med 3-10% aluminium, 0,3-2% sink, 0,1-0,4% vismut eller tinn, 0-0,5% mangan, 0-0,5% silisium, 0-0,5% kobber, og eventuelt beryllium som brannhemmende tilsetning i vanlige mengder - til fremstilling av støpestykker som på grunn av sin form er særlig sterkt varmriss-tilbøyelige.

2. Anvendelse av en legering som angitt i krav 1, i hvilken vismutinnholdet respektiv tinninnholdet er 0,2-0,3%.