NO135918B

NO135918B -

Info

Publication number: NO135918B
Application number: NO4192/73A
Authority: NO
Inventors: Rene Verazin Tchakagarian
Original assignee: Rene Verazin Tchakagarian
Priority date: 1972-11-02
Filing date: 1973-10-30
Publication date: 1977-03-14
Also published as: LU68703A1; IT999061B; AU6210873A; BR7308480D0; JPS535115B2; ZA738416B; SE411261B; FI60324C; CH579803A5; AU469968B2; NL7315023A; JPS506298A; CA997145A; IL41678A; NO135918C; FI60324B; IL41678A0; FR2205244A5; ES419994A1; IE38441L

Description

Sinklegering. Zinc alloy.

Denne oppfinnelse vedrører sinklegeringer, spesielt sådanne som inneholder kobber, titan, krom og mangan. Disse legeringer finner særlig, men ikke utelukkende, anvendelse ved fremstilling av valsede strimler. This invention relates to zinc alloys, especially those containing copper, titanium, chromium and manganese. These alloys are particularly, but not exclusively, used in the production of rolled strips.

Sinklegeringer er tidligere kjent, som inneholder kobber og minst ett metall med relativt høyt smeltepunkt fra gruppen be-ryllium, sirkonium, titan, vanadium, krom, niob, molybden, tantal, wolfram og uran. Det har vist seg at der, når 2, % eller mer kobber innføres i sinken, også kan tilsettes fra ca. 0,02 til 0,50 % av de metaller som har relativt høyt smeltepunkt for fremstilling av legeringer med stor sigemot-stand. Det fremheves at det, når mindre enn 2 % kobber anvendes, f. eks. 1 % eller mindre, ikke er mulig å fordele jevnt mer enn ca. 0,05 % av høytsmeltende metaller i legeringene og at der, når større mengder høytsmeltende metaller anvendes, ikke finner sted noen forbedringer av legeringenes fysikalske egenskaper. Det viste seg også Zinc alloys are previously known, which contain copper and at least one metal with a relatively high melting point from the group of beryllium, zirconium, titanium, vanadium, chromium, niobium, molybdenum, tantalum, tungsten and uranium. It has been shown that, when 2.% or more copper is introduced into the zinc, it is also possible to add from approx. 0.02 to 0.50% of the metals that have a relatively high melting point for the production of alloys with high seepage resistance. It is emphasized that, when less than 2% copper is used, e.g. 1% or less, it is not possible to evenly distribute more than approx. 0.05% of high-melting metals in the alloys and that, when larger amounts of high-melting metals are used, no improvements in the physical properties of the alloys take place. It also turned out

at legeringer inneholdende 1 % eller mindre kobber, ikke har den store motstand mot kaldflyting som utmerker sinklegerin- that alloys containing 1% or less copper do not have the high resistance to cold flow that distinguishes zinc alloys

ger med 2 % eller mer kobber sammen med de høytsmeltende metaller. ger with 2% or more copper together with the high-melting metals.

Sinklegeringer er tidligere kjent som inneholder kobber og titan. Det har vist seg at sink-kobber-titan-legeringer som inneholder mindre enn 2 % kobber, kan fremstilles i henhold til vanlige praksis ved legering av sink med innhold av opp til 0,5 % og enda mer omhyggelig fordelt titan. Det viste seg således at sådanne legeringer som inneholder 0,5 til 0,75 % kobber og omtrent 0,12 til 0,25 % titan var av en homogen kvalitet med utmerkede egenskaper for trekking og stor sige-motstand, når titanet var helt igjennom fordelt i sinken. Dessuten viste det seg at legeringene utmerket seg ved en sige-motstand som lå merkbart over sige-motstanden ved de legeringer som inneholder 2 % eller mer kobber. Selvom det så ut til at 0,5 % kobber ville være minimum for de effektive egenskaper, kunne der anvendes så lite som 0,4 % kobber sammen med opp til 0,5 Zinc alloys are previously known to contain copper and titanium. It has been found that zinc-copper-titanium alloys containing less than 2% copper can be produced according to common practice by alloying zinc containing up to 0.5% and even more carefully distributed titanium. It was thus found that such alloys containing 0.5 to 0.75% copper and about 0.12 to 0.25% titanium were of a homogeneous quality with excellent tensile properties and high creep resistance when the titanium was completely through distributed in the zinc. Furthermore, it was found that the alloys excelled in a creep resistance that was noticeably above the creep resistance of the alloys containing 2% or more copper. Although it appeared that 0.5% copper would be the minimum for the effective properties, as little as 0.4% copper could be used along with up to 0.5

% titan. % titanium.

Mens de omtalte legeringer som er nevnt foran, i virkeligheten har de egenskaper som tilskrives dem, viste det seg å foreligge vesentlige vanskeligheter ved fremstilling av valset strimmelmateriale av støpte plater av slike legeringer og ved anvendelsen og fremstillingen av legerings-metallene til brukbare produkter. De omtalte legeringer viste seg å være vanskelig å valse for fremstilling av oppviklede strimler som har en ren blank overflate og en ren ubrutt kant. Det ble også funnet å være overordentlig vanskelig å fremstille platemetallartikler av sådanne legeringer på grunn av legeringenes mangel på dynamisk duktilitet og gode kaldbøynings-egenskaper. While the discussed alloys mentioned above do in fact have the properties ascribed to them, significant difficulties have been found in the manufacture of rolled strip material from cast sheets of such alloys and in the use and manufacture of the alloy metals into usable products. The mentioned alloys proved to be difficult to roll for the production of wound strips having a clean glossy surface and a clean unbroken edge. It was also found to be exceedingly difficult to produce sheet metal articles from such alloys due to the alloys' lack of dynamic ductility and good cold bending properties.

Nærværende oppfinnelse går derfor først og fremst ut på å fremstille en forbedret sinklegering som lett kan valses til strimmelmaterialer og som lett kan formes og tildannes under fremstilling av metall-produkter derav. Særlig er det et viktig formål ved oppfinnelsen å fremstille en sinklegering som kan støpes til plater og platene valses for å fremstille oppviklede strimler som viser hovedsakelig ensartet krystallstruktur gjennom det hele og som dessuten ikke splitter seg opp ved kantene under valsing og endelig utmerker seg ved en ren blank overflate. The present invention is therefore primarily concerned with producing an improved zinc alloy which can be easily rolled into strip materials and which can be easily shaped and formed during the production of metal products thereof. In particular, it is an important object of the invention to produce a zinc alloy which can be cast into plates and the plates rolled to produce wound strips which show a substantially uniform crystal structure throughout and which, moreover, do not split up at the edges during rolling and are finally distinguished by a clean glossy surface.

En mer spesiell hensikt med oppfinnelsen er å skaffe en sinklegering av den foran omtalte karakter som, når den støpes og valses til strimler og vikles opp, får en ren blank overflate og særlig en overflate som ikke er skadet eller skjemmet av mør-ke streker eller i det hele tatt ved mørkt, ikke metallisk utseende, slik at det er u-nødvendig å foreta en etterfølgende pole-ring av metallstrimlene. Som en ytterligere hensikt skal nevnes den å skaffe en sinklegering av den foran omtalte art, som etter å være støpt til plater, lett lar seg varm-valse uten at der dannes større antall sprekker og deformasjoner langs kantene og mengden av brukbart strimmelmateriale derved blir størst mulig og en effektiv og økonomisk fremstilling av legeringen oppnås. A more particular purpose of the invention is to provide a zinc alloy of the character mentioned above which, when cast and rolled into strips and wound up, has a clean glossy surface and in particular a surface which is not damaged or marred by dark lines or in general with a dark, non-metallic appearance, so that it is unnecessary to carry out a subsequent polishing of the metal strips. As a further aim, mention should be made of obtaining a zinc alloy of the kind mentioned above, which, after being cast into plates, can easily be hot-rolled without a large number of cracks and deformations forming along the edges and the amount of usable strip material thereby becoming the greatest possible and an efficient and economical production of the alloy is achieved.

Oppfinnelsen går videre ut på å skaffe en sinklegering av den foran omtalte art som etter forming til plater eller strimler lett kan bøyes og tildannes til bruk ved dannelse av platematerialprodukter og som lett kan kaldbøyes i motsatte retnin-ger uten å sprekke eller svekkes og som kan tildannes og trekkes sterkt uten å an-løpe, slik at legeringen blir særlig brukbar for metallfremstillingsindustrier, såsom til konstruksjonsarbeider, platemetallarbeide, bildeler og industriell platefabrikasjon i sin alminnelighet. The invention further aims to provide a zinc alloy of the type mentioned above which, after forming into plates or strips, can be easily bent and shaped for use in the formation of sheet material products and which can be easily cold bent in opposite directions without cracking or weakening and which can formed and drawn strongly without tarnishing, so that the alloy becomes particularly usable for metal manufacturing industries, such as for construction work, sheet metal work, car parts and industrial sheet metal fabrication in general.

Ennu en hensikt med oppfinnelsen er Another purpose of the invention is

også å fremstille en sinklegering som har de foran omtalte egenskaper og samtidig viser høy strekkstyrke og utmerker seg ved en stor sige-motstand, slik at de konstruk-sj onsartikler som fremstilles av legeringen, opprettholder sin form under de statiske belastninger som de vanligvis utsettes for under fremstillingen. also to produce a zinc alloy which has the properties mentioned above and at the same time shows high tensile strength and is distinguished by a high resistance to seepage, so that the construction articles produced from the alloy maintain their shape under the static loads to which they are usually subjected during manufacture.

Sinklegeringen i henhold til oppfinnelsen utmerker seg ved at den består av ca. 0,08 til ca. 0,15 % titan, ca. 0,15 til ca. 0,35 % kobber, ca. 0,001 til ca. 0,05 % krom og resten sink. Et foretrukket tilsetningsfor-hold er ca. 0,12 % titan, ca. 0,25 % kobber og ca. 0,004 % krom. Det har vist seg at disse legeringer faktisk lar seg fremstille med de høytsmeltelige legeringsmetaller jevnt fordelt, og hva som er viktigere, disse legeringer har en vesentlig forbedret dynamisk duktilitet og kaldbøyningsegen-skaper så vel som betydelig forbedrede valsnings- og varmbøyningsegenskaper. Disse sistnevnte egenskaper er av særlig betydning når plater og strimler av legeringen skal benyttes til fremstilling av platemetallartikler og er av stor betydning i forbindelse med metallbearbeidelser. The zinc alloy according to the invention is distinguished by the fact that it consists of approx. 0.08 to approx. 0.15% titanium, approx. 0.15 to approx. 0.35% copper, approx. 0.001 to approx. 0.05% chromium and the rest zinc. A preferred addition ratio is approx. 0.12% titanium, approx. 0.25% copper and approx. 0.004% chromium. It has been found that these alloys can in fact be produced with the high-melting alloy metals evenly distributed, and more importantly, these alloys have significantly improved dynamic ductility and cold bending properties as well as significantly improved rolling and hot bending properties. These latter properties are of particular importance when plates and strips of the alloy are to be used for the production of sheet metal articles and are of great importance in connection with metal processing.

Sinklegeringer fremstilt i overensstemmelse med oppfinnelsen har vist seg å ha vesentlig forbedrede mekaniske valsings-egenskaper. Hva angår den dynamiske duktilitet og kaldbøyningsmulighetene kan nevnes at legeringen kan utsettes for en kaldbøyning som foretas 360° for fremstilling av en dobbeltbøyd tykkelse (som kalles en 2T eller dobbeltbøyning) uten at der danner seg sprekker. Legeringer som fremstilles i overensstemmelse med oppfinnelsen, viser også glatte, rene, glinsende over-flater etter valsingen uten mørke streker eller dårlig utseende. De valsede strimlers kanter er rene og krever bare et minimum av etterbearbeidelse, slik at der oppnås et maksimum av brukbart strimmelmateriale og etterbearbeidelse ofte kan unngås helt. Zinc alloys produced in accordance with the invention have been shown to have substantially improved mechanical rolling properties. With regard to the dynamic ductility and the cold bending possibilities, it can be mentioned that the alloy can be subjected to a cold bending that is carried out 360° to produce a double-bent thickness (which is called a 2T or double bending) without cracks forming. Alloys produced in accordance with the invention also show smooth, clean, shiny surfaces after rolling without dark streaks or poor appearance. The edges of the rolled strips are clean and require only a minimum of post-processing, so that a maximum of usable strip material is obtained and post-processing can often be avoided altogether.

De homogene sinklegeringer ifølge oppfinnelsen inneholder fra 0,15 til 0,35 % kobber, fra ca. 0,08 til 0,15 % titan, fra ca. 0,001 til 0,05 % krom, fra 0,0 til ca. 0,5 % mangan og resten sink. De nevnte grenser for kobber, titan, krom og mangan i legeringene i henhold til oppfinnelsen repre-senterer de sammensetninger som har vist seg å være effektive ved fremstilling av de foran omtalte gjenstander. The homogeneous zinc alloys according to the invention contain from 0.15 to 0.35% copper, from approx. 0.08 to 0.15% titanium, from approx. 0.001 to 0.05% chromium, from 0.0 to approx. 0.5% manganese and the rest zinc. The mentioned limits for copper, titanium, chromium and manganese in the alloys according to the invention represent the compositions which have been shown to be effective in the production of the objects mentioned above.

De mekaniske egenskaper hos legeringene er illustrert som eksempler i tabellen. The mechanical properties of the alloys are illustrated as examples in the table.

Mekaniske egenskaper er oppgitt i denne Mechanical properties are stated in this

tabell for et antall forskjellige legerings-sammensetninger som hver faller innenfor det foran omtalte legeringsområde. Valse-behandlingen som plater av disse legeringer utsettes for, førte til en sluttempe-ratur på omtrent 175 til 185° C. Legeringene ble fremstilt ved smelting av høykva-litetsink i en induksjonsovn og ved å til-sette mengder av legeringsmaterialet på den vanlige måte. Den smeltede sinklegering ble støpt til plater som målte omtrent 0,25.1,00.2,00 m. Platene ble opphetet i en ovn som ble holdt på ca. 230— 235° C natten over og ble tatt ut da de hadde en temperatur på ca. 215—220° C. table for a number of different alloy compositions, each of which falls within the aforementioned alloy range. The rolling treatment to which sheets of these alloys are subjected resulted in a final temperature of approximately 175 to 185° C. The alloys were produced by melting high quality zinc in an induction furnace and adding quantities of the alloying material in the usual manner. . The molten zinc alloy was cast into plates measuring approximately 0.25.1.00.2.00 m. The plates were heated in a furnace which was maintained at approx. 230— 235° C overnight and were taken out when they had a temperature of approx. 215-220° C.

Ved valsingen av de støpte plater ble disse ført med bredsiden i fire gjennomganger ca. 1,10 m bred og de etterfølgende gjennomganger førte til reduksjon til de følgende tykkelser: dødgang - 48 mm - 38 mm - 30 mm - 23 mm - 18 mm - 13 mm - 7,6 mm - 4,6 mm. Gjennomgangene ble utført ved omtrent 135 m/min. maksimal hastighet, og sluttemperaturen på de valsede plater var minimum 175—180° C. During the rolling of the cast plates, these were passed with the broad side in four passes approx. 1.10 m wide and the subsequent reviews led to a reduction to the following thicknesses: dead-end - 48 mm - 38 mm - 30 mm - 23 mm - 18 mm - 13 mm - 7.6 mm - 4.6 mm. The passes were performed at approximately 135 m/min. maximum speed, and the final temperature of the rolled plates was a minimum of 175-180°C.

Etter utvalsingen av platene ble blikk-strimlene ferdigvalset etter igjen å være blitt opphetet til omkring 230—235° C. Etter hver gjennomgang ble rullen ført til-bake til ovnen og igjen opphetet til minimum 205 <0> C og maksimum 235° C, slik at valsingen ble utført ved en temperatur over 150° C, fortrinnsvis minimum ca. 160 After the rolling of the sheets, the tin strips were finished rolling after being heated again to around 230-235° C. After each pass, the roll was taken back to the furnace and again heated to a minimum of 205 <0> C and a maximum of 235° C, so that the rolling was carried out at a temperature above 150° C, preferably at least approx. 160

—165° C. Følgende valseskjema ble benyt-tet: Minimum 205° C ved inngang, 4, 6/2, 3 -165° C. The following rolling scheme was used: Minimum 205° C at entrance, 4, 6/2, 3

mm, ved utgang over 160° C. mm, at output above 160° C.

Minimum 205° C ved inngang, 2, 3/1, 15 Minimum 205° C at entry, 2, 3/1, 15

mm, ved utgang over 160° C. mm, at output above 160° C.

Minimum 205° C ved inngang, 1, 15/0, 7 mm, ved utgang over 160° C. Minimum 205° C at inlet, 1.15/0.7 mm, at outlet above 160° C.

I tabellen er legeringssammensetnm-gene, omfattende mengdene av kobber, ti- In the table, the alloy compositions, including the amounts of copper, are

tan, mangan og krom oppført først, hvor-etter følger de målte fysikalse egenskaper. tan, manganese and chromium listed first, after which the measured physical properties follow.

.1 kolonnen for tabellen er «T» temperatu-ren i ° C, «G» den oppnådde tykkelse i mm, «H» Rockwellhardhet på 15T skalaen, «D.D» den dynamiske duktilitet med enhe-tene oppført i mm og «B» kaldbøynings-verdien representert ved diameteren an-gitt ved platetykkelsen (t) ved bøyning uten sprekkdannelser; de lavere verdier angir således bedre bøyningsegenskaper med en verdi 2t som maksimum eller best bøyningsegenskap. «S.-s.» er strekkstyrken i kg/cm<2> og «S.-f.» er strekkforlengelsen i prosent av et prøvestykke med en lengde 50,8 mm (1 tomme). Endelig angis «med» og «tv.» i tabellen med henholdsvis på tvers av valseretningen. .1 column for the table is "T" the temperature in °C, "G" the achieved thickness in mm, "H" Rockwell hardness on the 15T scale, "D.D" the dynamic ductility with the units listed in mm and "B" the cold bending value represented by the diameter indicated by the plate thickness (t) when bending without cracking; the lower values thus indicate better bending properties with a value of 2t as the maximum or best bending properties. "S.-s." is the tensile strength in kg/cm<2> and "S.-f." is the tensile elongation in percent of a specimen with a length of 50.8 mm (1 inch). Finally, "with" and "tw." in the table with respectively across the rolling direction.

Ved legeringene ifølge oppfinnelsen er sinkgrunnlaget fortrinnsvis «høykvalitets» eller «spesial høykvalitets»-sink. En sink-analyse på 99,9 % rent sink foretrekkes; tilfredsstillende legeringer oppnås av høy-kvalitetssink ved fremstilling av handels-valset sink, f. eks. sinkmetall inneholdende som maksimum 0,07 % bly, 0,02 % jern og 0,07 % kadmium. Det foretrekkes å an-vende høykvalitetsink som ikke har mer enn 0,002 % jern og bly og under 0,005 % kadmium. In the alloys according to the invention, the zinc base is preferably "high quality" or "special high quality" zinc. A zinc assay of 99.9% pure zinc is preferred; satisfactory alloys are obtained from high-quality zinc in the manufacture of commercial rolled zinc, e.g. zinc metal containing a maximum of 0.07% lead, 0.02% iron and 0.07% cadmium. It is preferred to use high quality zinc which has no more than 0.002% iron and lead and less than 0.005% cadmium.

Legeringer fremstilt i overensstemmelse med oppfinnelsen har ingen tendens til å bli mørke i overdreven grad når de utsettes for atmosfæriske innflytelser eller for forskjellige kombinasjoner av kjemika-lier og smøringer under valsingen. Videre er en legering med den angitte sammen-setning i stand til å motstå arbeidstempe-raturer så høye som 260° C for lange peri-oder uten fare for at der oppstår korn-struktur som er vesentlig grovere enn opprinnelig tilstedeværende og uten merk-bar innflytelse på duktiliteten. Legeringen er derfor godt skikket for ekstruksjonspro-sesser ved fremstilling av ekstruderte gjenstander og ved kaldbearbeiding og kaldfa-brikasjon. Alloys produced in accordance with the invention do not tend to darken excessively when exposed to atmospheric influences or to various combinations of chemicals and lubricants during rolling. Furthermore, an alloy with the stated composition is capable of withstanding working temperatures as high as 260° C for long periods without the risk of a grain structure occurring that is significantly coarser than originally present and without noticeable influence on the ductility. The alloy is therefore well suited for extrusion processes in the production of extruded objects and in cold working and cold fabrication.

Claims

1. Zinc alloy containing copper, titanium and chromium, characterized in that it consists of approx. 0.08—approx. 0.15% titanium, approx. 0.15— approx. 0.35% copper, approx. 0.001—approx. 0.05% chromium and the rest zinc.

2. Zinc alloy according to claim 1, characterized in that it contains approx. 0.12% titanium, approx. 0.25% copper, approx. 0.004% chromium and the rest zinc.

3. Zinc alloy according to claim 1 or 2, characterized in that it contains an addition of from 0 to 0.05% manganese.

4. Zinc alloy according to claim 3, characterized in that it contains an addition of approx. 0.004% manganese.