NO126032B

NO126032B -

Info

Publication number: NO126032B
Application number: NO4621/70A
Authority: NO
Inventors: G Horvath; H Mayer
Original assignee: Voest Ag
Priority date: 1969-12-03
Filing date: 1970-12-02
Publication date: 1972-12-11
Also published as: JPS512408B1; DE2058212A1; IL35776A; SE357004B; CH545854A; DK141374B; GB1328125A; CH547862A; NL7017608A; CH547863A; DK141374C; US3773502A; LU62141A1; YU33810B; BE759746A; YU292170A; FR2072592A5; AT294439B; IL35776A0

Description

Aluminium-sinklegering.

Oppfinnelsen angår en aluminium-sinklegering inneholdende mangan og eventuelt ytterligere legeringselementer, som kobber, nikkel, "silicium, lithium og krom.

Aluminium-sinklegeringer med forskjellige innhold av aluminium og sink og som inneholder mangan og eventuelt ytterligere legeringselementer, er kjente og anvendes som materialer for glide-lagere.

Det er f.eks. i tysk patentskrift nr. 975 916 beskrevet anvendelse av en legering som lagermateriale inneholdende 38 - 75% aluminium, 0,1 - 5% kobber og eventuelt mangan, titan, krom og vanadium som helt eller delvis kan erstatte kobberet, idet resten er sink. I britisk patentskrift nr. 769 hQh er det beskrevet en legering inneholdende h^% aluminium, $ 7% sink, h% kobber, 0,3% mangan og 0,3 - 3% silicium. Dessuten er lagerlegeringer på basis av aluminium og sink og inneholdende kobber kjente, som f.eks. den i osterrisk patentskrift nr. l80 l<*>f8 beskrevne legering inneholdende 30 - 66 % aluminium, kobber i en mengde av 1/6-1 A- av aluminiuminn-holdet og resten sink.

Det er også kjent å underkaste aluminium-sinklegeringer inneholdende 35 - 55% aluminium og 15% kobber idet resten er sink, en varmebehandling ved en temperatur av 80 - 280°C i 3 - h8 timer for å oppnå gode glideegenskaper og en oket dimensjonsstabilitet.

En varmebehandling ved en hoyere temperatur er hittil blitt be-traktet som. ufordelaktig fordi aluminiumblandkrystallene ved avkjoling når de når en temperatur av 275°C, spaltes eutektisk til to typer blandkrystaller hvorav en er aluminiumrik og sinkfattig og den andre sinkrik og aluminiumfattig. Denne eutektiske spaltning er forbundet med en volumforandring som forer til at materialet blir sproere. Av den samme grunn kan heller ikke en varmforming av disse legeringer ved en temperatur over 275 hhv. 280°C gjennomfares. Fra de kjente legeringer kan det i flere tilfeller bare fremstilles stopegods.

De kjente legeringer på aluminium-sinkbasis har dessuten begrenset anvendbarhet på grunn av det forhold at de allerede ved for-holdsvis lave arbeidstemperaturer, som f.eks. 80 - 90°C, utsettes for en sterk hardhetsminskning og derved blir ubrukelige. Noen av disse legeringer har også den ufordelaktige egenskap at de "siger", dvs. at de allerede ved lav langtidsbelastning utsettes for varige formforandringer.

Det taes ved oppfinnelsen sikte på å unngå de angitte ulemper

og vanskeligheter og å tilveiebringe en lagerlegering som har en kombinasjon av de folgende egenskaper: hoyere varmhardhet sammenlignet med kjente lagerlegeringer på aluminium-sinkbasis, hoy bæreevne, under glidende bevegelse, dimensjonsstabilitet, hoy mekanisk fasthet, god korrosjonsbestandighet, en vesentlig forbedret sigefasthet sammenlignet med kjente aluminium-sink-lagerlegeringer, og en utvidet anvendbarhet både som stopegods og smigods„ Dessuten skal legeringene kunne varmbearbeides ved hoye arbeidshastigheter på lignende måte som bronse.

Den foreliggende aluminium-sint-lagerlegering tilfredsstiller disse mål og er særpreget ved at den inneholder 50 - 75%, fortrinnsvis 55 - 65%, aluminium, 0,3 - 1,5$, fortrinnsvis 0,5 - 0,8%, mangan og eventuelt inntil 3% kobber, inntil 1% nikkel, inntil 0,6 % silicium, inntil 0,1% lithium og inntil 0,5% krom idet resten er sink.

Legeringen ifolge oppfinnelsen er altså forskjellig fra andre kjente legeringer "med et sammenlignbart hoyt aluminiuminnhold ved at manganinnholdet er begrenset til hoyst lr5%.

Virkningen av manganinnholdet i aluminium-sinklegeringene beror på den sterke tilbøyelighet til overmetning av aluminium-sink-blandkrystallen med mangan under den hurtige storkning ved normale fremstillingsbetingelser (spesielt kokillegods). På grunn av til-bøyeligheten til overmetning (av aluminium-sink-blandkrystallen) oppnås f.eks. at manganet forblir opplost, men bare inntil en nærmere bestemt, lav prosentuell mengde som igjen er avhengig av innholdet av andre legeringselementer, og ikke danner harde aluminider.

Ved undersokelser med en mikrosonde kunne den jevne fordeling av manganet i mikroområdet med et innhold av inntil 0,^f% påvises. Ved hoyere innhold utskilles de angitte aluminider forst i findelt form (ikke skadelig) og over ca. 1,5% manganinnhold i grovere form.

Spesielle virkninger av manganet er: en økning av strekkfast-heten, strekkgrensen, forlengelsen, slitasjefastheten, varmhard-heten og korrosjonsbestandigheten. Ved tilsetning av mangan innen grensene ifolge oppfinnelsen oppnåes en legering på aluminium-sinkbasis med egenskaper som ellers ikke kan oppnåes eller bare i for-bindelse med vesentlig dyrere legeringer. På grunn av det hoye aluminiuminnhold i legeringen ifolge oppfinnelsen og den derved bare i meget begrenset omfang forekommende volumforandring ved den eutektiske omvandling av aluminium-sink-blandkrystallen er det mulig og fordelaktig å gjennomføre varmebehandlinger også over en temperatur av 275°C uten at materialet blir sprøtt»

I overensstBTnmelse hermed består en foretrukken fremstilling av formstykker av legeringer av den beskrevne type ved varmforming

i at det anvendes en formingstemperatur av 275 - <l>f50°C, fortrinnsvis 330" 350°C. På grunn av den hoyere temperatur ved varmformingen kan det anvendes en vesentlig hoyere formingshastighet enn hva som var mulig for de kjente legeringer. Formingen kan også utfores ved strengpressing, -trekking og -valsing.

Formstykkene kan også fremstilles fra de beskrevne legeringer ved stoping og påfølgende varmebehandling ved en temperatur av 290 - 380°C, fortrinnsvis 330- 350°C. Varmebehandlingen kan utfores i flere timer inntil h8 timer.

Eksempel 1

Det ble fremstilt en legering ved sammensmelting av 60% aluminium, 0,5$ mangan og resten sink, og en lagerskål med en inn-vendig diameter av 30 mm og en utvendig diameter av ho mm ble fremstilt fra legeringen.

Efter gloding i ho timer ved 330°C og avkjøling i luft hadde legeringen de folgende mekaniske egenskaper: Strekkfasthet 6^ = 27,6 kp/mm , strekkgrense = 22, h kp/mm ,

forlengelse d ^ = 9%, Brinell-hardhet HB = \& v kp/mm<2> ved 25°C,

varmbrinellhardhet 50°C 75°C 100°C 125°C 150°C

(HB i kp/mm<2>) 95 89 79 70 61

Lagerskålene ble anvendt i 2 timer under stadig dråpevis smoring med olje og derefter i 20 timer under nodbelastning mot en naturhard aksel av St 60. Omkretshastighetene under 2 forsøks-serier var 1 gang 1,5 m/s og derefter 3*0 m/s ved en spesifikk flatebelastning av 22 kp/cm 2. Det kunne ikke fastslåes noe angrep på akslen.

Eksempel 2

Legeringen hadde folgende sammensetning: 60% Al, 1,0% Mn

og resten Zn.

Efter gloding i ^0 timer ved 330°C og avkjoling i luft hadde legeringen de folgende mekaniske egenskaper: <3u = 29,2 kp/mm<2>, f = 23,7 kp/mm<2>, 6* = 8%, HB = 109 kp/mm<2 >b ved 25 C varmbrinellhardhet 50°C 75°C 100°C 125°C 150°C

(HB i kp/mm<2>) 98 91 82 73 65

De folgende eksempler viser innvirkningen av små innhold av Cu, Ni og Si på de foreliggende legeringers mekaniske egenskaper.

Eksempel 3

Legeringen hadde folgende sammensetning: 65% Al, 0,5% Cu, 0,5% Mn og resten Zn.

Efter gloding i <*>+0 timer ved 330°C og avkjoling i luft hadde legeringen de folgende mekaniske egenskaper: 6^ = 30,6 kp/mm<2>, (Tg = 2<>>+,3 kp/mm<2>, 6^ =7% HB = 112 kp/mm<2>

Eksempel h

Legeringen hadde folgende sammensetning: 60% Al, 0,9% Cu, 0,5% Mn og resten Zn.

Efter gloding i 10 timer ved 330°C og avkjoling i luft hadde legeringen de folgende mekaniske egenskaper: S~ B = <h>0, 2 kp/mm<2>, $~s = 33,lf kp/mm<2>, £ ^ = 5%, HB = 115 kp/mm<2>

Eksempel 5

Legeringen hadde folgende sammensetning: 60% Al, 1,2% Cu, 0,3% Mn og resten Zn.

Legeringen hadde de folgende mekaniske egenskaper i stopt tilstand: ^ = 33,7 kp/mm<2>, & Q = 26,5 kp/mm<2>, 6^ h%

.boyevekselfasthet: BV = 9,5 kp/mm 2

varmbrinellhardhet 25°C 50°C 75°C 100°C 125°C 150°C (HB i kp/mm<2>) 120 107 98 85 79,5 65

Efter en varmebehandling av denne legering i 8 timer ved 300°C var de mekaniske egenskaper blitt forandret som folger:

6^ = 38,0 kp/mm<2>, e* s = 32,0 kp/mm<2>, <$ ? = 8%

Efter forming av legeringen som smigods ved 3<1>+0°C var

legeringens mekaniske egenskaper som folger:

<TB = M-6,0 kp/mm<2>, 5^ = 39,2 kp/mm<2>, 6 5 = lk-%

^BV =11,5 kp/mm<2>

varmbrinellhardhet 25°C 50°C 75°C 100°G 125°C 150°C (HB i kp/mm<2>) 116 108 99 89 76 65

Eksempel 6

Legeringen hadde folgende sammensetning: 55% Al, 0,3% Cu, 0,2% Ni, 0,3 % Mn og resten Zn.

Legeringen hadde de folgende mekaniske egenskaper i stdpt tilstand: 6^ = 37,1 kp/mm<2>, ff* s = 33,1 kp/mm<2>, 6 ^ h% HB = 111 kp/mm<2>

Eksempel 7

Legeringen hadde folgende sammensetning: 60% Al, 1,3$ Cu, 0,3% Mn, 0,*+% Si og resten Zn.

Efter gloding i 8 timer ved 330°C og avkjoling i luft

hadde legeringen de folgende mekaniske egenskaper:

«B <=> 37,3 kp/mm<2>, ^s = 30,5 kp/mm<2>, £ 5 = 2,7% HB = 115 kp/mm<2>

Også legeringene ifolge eksempelene 3 - 7 er, som det frem-går av de mekaniske egenskaper, fordelaktige å anvende som konstruk-sjonsmateriale og lagermateriale.

Claims

Aluminium-sink-lagerlegering med hoy bæreevne, dimensjonsstabilitet, mekanisk fasthet, sigefasthet og korrosjonsbestandighet og anvendbar både som stopegods og smigods og varmbearbeidbar ved hbye arbeidshastigheter, karakterisert ved at den inneholder 50-75 %, fortrinnsvis 55-65 %, aluminium, 0,3 - 1,5 %, fortrinnsvis 0,5 - 0,8 %, mangan og eventuelt inntil 3 % kobber, inntil 1 % nikkel, inntil 0,6 % silicium, inntil 0,1 % lithium og inntil 0,5 % krom idet resten er sink.