NO135918B - - Google Patents

Description

Sinklegering.

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.

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

at legeringer inneholdende 1 % eller mindre kobber, ikke har den store motstand mot kaldflyting som utmerker sinklegerin-

ger med 2 % eller mer kobber sammen med de høytsmeltende metaller.

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

% titan.

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.

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.

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.

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.

Ennu en hensikt med oppfinnelsen er

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.

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.

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.

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.

De mekaniske egenskaper hos legeringene er illustrert som eksempler i tabellen.

Mekaniske egenskaper er oppgitt i denne

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.

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.

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

—165° C. Følgende valseskjema ble benyt-tet: Minimum 205° C ved inngang, 4, 6/2, 3

mm, ved utgang over 160° C.

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

mm, ved utgang over 160° C.

Minimum 205° C ved inngang, 1, 15/0, 7 mm, ved utgang over 160° C.

I tabellen er legeringssammensetnm-gene, omfattende mengdene av kobber, ti-

tan, mangan og krom oppført først, hvor-etter følger de målte fysikalse egenskaper.

.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.

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.

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.

Claims (4)

1. Sinklegering inneholdende kobber, titan og krom, karakterisert ved at den består av ca. 0,08—ca. 0,15 % titan, ca. 0,15— ca. 0,35 % kobber, ca. 0,001—ca. 0,05 % krom og resten sink.

2. Sinklegering ifølge påstand 1, karakterisert ved at den inneholder ca. 0,12 % titan, ca. 0,25 % kobber, ca. 0,004 % krom og resten sink.

3. Sinklegering ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at den inneholder en tilsetning fra 0 til 0,05 % mangan.

4. Sinklegering ifølge påstand 3, karakterisert ved at den inneholder en tilsetning på ca. 0,004 % mangan.