WO1999066090A1 - BLEIFREIE ALUMINIUMLEGIERUNG AUF BASIS VON AlCuMg MIT GUTER SPANBARKEIT - Google Patents

BLEIFREIE ALUMINIUMLEGIERUNG AUF BASIS VON AlCuMg MIT GUTER SPANBARKEIT Download PDF

Info

Publication number
WO1999066090A1
WO1999066090A1 PCT/CH1999/000231 CH9900231W WO9966090A1 WO 1999066090 A1 WO1999066090 A1 WO 1999066090A1 CH 9900231 W CH9900231 W CH 9900231W WO 9966090 A1 WO9966090 A1 WO 9966090A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
max
aluminum alloy
alloy
tin
less
Prior art date
Application number
PCT/CH1999/000231
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jiri Faltus
Karel Placek
Original Assignee
Alusuisse Technology & Management Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alusuisse Technology & Management Ag filed Critical Alusuisse Technology & Management Ag
Priority to EP99920526A priority Critical patent/EP1093529A1/de
Publication of WO1999066090A1 publication Critical patent/WO1999066090A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/057—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with copper as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/003—Alloys based on aluminium containing at least 2.6% of one or more of the elements: tin, lead, antimony, bismuth, cadmium, and titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • C22C21/14—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/12—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent
    • C22C21/16—Alloys based on aluminium with copper as the next major constituent with magnesium

Definitions

  • the invention relates to an aluminum alloy based on AICuMg with good machinability.
  • Wrought alloys based on AICuMg that are suitable as machine materials contain lead as a chip-breaking additive. According to EN 573: 1994 these alloys are designated with EN AW-AICu4PbMgMn (EN AW-2007) and EN AW-AICu4PbMg (EN AW-2030).
  • the invention is therefore based on the object of providing a lead-free aluminum alloy which is suitable as a machine material and has good machinability and which has comparable or better mechanical properties than known machine materials based on AICuMg.
  • the alloy contains 0.7 to 1.5% by weight of tin as a chip-breaking additive.
  • a preferred aluminum alloy contains in% by weight
  • the preferred range for tin is 0.8 to 1.3, especially 0.9 to 1.2% by weight.
  • the alloy preferably contains 0.15 to 0.25% by weight bismuth.
  • the alloy according to the invention can be processed in a known manner by continuous casting and extrusion.
  • the continuously cast ingots are usually subjected to a high-temperature anneal.
  • the extruded products are then transferred to various end states by heat treatment or thermomechanical processing.
  • the alloy according to the invention is particularly suitable for machining on machines.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Eine Aluminiumlegierung auf Basis AlCuMg mit guter Spanbarkeit enthält 0.7 bis 1.5 Gew.-% Zinn als spanbrechenden Zusatz. Eine bevorzugte Legierung enthält in Gew.-%: Kupfer 3.9 bis 5.2; Magnesium 0.3 bis 1.3; Mangan 0.3 bis 1.0; Zinn 0.7 bis 1.5; Wismut max. 0.40; Eisen max. 0.8; Silizium max. 0.8; Zink max. 0.5; Chrom max. 0.15; Titan max. 0.20 sowie unvermeidliche Begleitelemente einzeln max. 0.05; insgesamt max. 0.15 und Aluminium als Rest. Durch die Anwendung von Zinn kann auf einen gesundheitsschädlichen Zusatz von Blei verzichtet werden. Die Legierung ist besonders für den Einsatz als Automatenwerkstoff geeignet.

Description

Bleifreie Aluminiumlegierung auf Basis AICuMg mit guter Spanbarkeit
Die Erfindung betrifft eine Aluminiumlegierung auf Basis AICuMg mit guter Spanbarkeit.
Als Automatenwerkstoffe geeignete Knetlegierungen auf Basis AICuMg enthalten als spanbrechenden Zusatz Blei. Gemass EN 573:1994 werden diese Legierungen mit EN AW-AICu4PbMgMn (EN AW-2007) und EN AW- AICu4PbMg (EN AW-2030) bezeichnet.
Wegen der gesundheitsschädlichen Wirkung von Blei ist man gegenwärtig bemüht, dessen Anwendung in der Industrie auf ein Minimum zu beschränken. Hinzu kommt, dass die Anwesenheit von Blei in einer Aluminium-Knetlegierung bei üblichen Temperaturen zu einer Erhöhung der Rissanfälligkeit unter Dauerbelastung führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine als Automatenwerkstoff geeignete bleifreie Aluminiumlegierung mit guter Spanbarkeit bereitzustellen, die gegenüber bekannten Automatenwerkstoffen auf Basis AICuMg vergleichbare oder bessere mechanische Eigenschaften aufweist.
Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt, dass die Legierung 0.7 bis 1.5 Gew.-% Zinn als spanbrechenden Zusatz enthält.
Eine bevorzugte Aluminiumlegierung enthält in Gew.-%
Kupfer 3.9 bis 5.2
Magnesium 0.3 bis 1.3
Mangan 0.3 bis 1.0 Zinn 0.7 bis 1.5
Wismut max. 0.40
Eisen max. 0.8
Silizium max. 0.8
Zink max. 0.5
Chrom max. 0.15
Titan max. 0.20 sowie unvermeidliche Begleitelemente einzeln max. 0.05, insgesamt max. 0.15 und Aluminium als Rest.
Der Vorzugsbereich für Zinn liegt bei 0.8 bis 1.3, insbesondere 0.9 bis 1.2 Gew.-%.
Bevorzugt enthält die Legierung 0.15 bis 0.25 Gew.-% Wismut.
Die erfindungsgemässe Legierung kann in bekannter Art durch Stranggiessen und Strangpressen verarbeitet werden. Üblicherweise werden die stranggegossenen Barren einer Hochglühung unterworfen. Die stranggepressten Erzeugnisse werden sodann durch eine Wärmebehandlung oder thermomecha- nische Verarbeitung in verschiedene Endzustände überführt.
Für die erfindungsgemässe Legierung eignen sich zur Erzielung unterschiedlicher Auslagerungszustände die folgenden Wärmebehandlungsverfahren:
- Lösungsglühen mit nachfolgender Warmaushärtung
- Lösungsglühen, Abbau innerer Spannungen durch Recken in geeignetem Umfang mit nachfolgender Warmaushärtung
- Lösungsglühen mit nachfolgender Kaltaushärtung während mindestens drei Tagen - Lösungsglühen, Abbau innerer Spannungen durch Recken in geeignetem Umfang mit nachfolgender Kaltaushärtung während mindestens drei Tagen Die erfindungsgemässe Legierung eignet sich besonders für die Bearbeitung auf Automaten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In einem Tiegelwiderstandsofen wurden zwei Legierungen mit einer Zusammensetzung gemass Tabelle 1 aus Aluminium 99.5, Magnesium 99.9, Zinn 99.95, Wismut 99.9 sowie Vorlegierungen AlCu 45, AIMnI O und AlTi 6 erschmolzen. Aus jeder Schmelzcharge wurden durch Stranggiessen mittels einer wassergekühlten Kokille aus einer Aluminiumlegierung unter Anwendung eines Schmiermittels Bolzen mit einem Durchmesser von 205 mm abgegossen. Nach dem Abdrehen auf einen Durchmesser von 185 mm wurden die Bolzen hochgeglüht. Nach dem Sägen auf geeignete Länge und Anwärmen in einem Induktionsofen wurden die Bolzen zu Stangen mit einem Durchmesser von 36 mm stranggepresst.
Die auf diese Weise hergestellten Presslinge wurden durch unterschiedliche Wärmebehandlungsverfahren auf die gewünschten Endzustände verarbeitet. Die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemässen Legierungen sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Tabelle 1
Figure imgf000005_0001
Tabelle 2
Figure imgf000006_0001
Die in Tabelle 2 verwendeten Kurzbezeichnungen bedeuten:
Rp 0.2 Dehngrenze
Rm Zugfestigkeit
A5 Bruchdehnung
HB Brinellhärte
*) EN 515 Aluminium und Aluminumlegierungen - Halbzeug - Bezeichnung der Werkstoffzustände

Claims

Patentansprüche
1. Aluminiumlegierung auf Basis AICuMg mit guter Spanbarkeit,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Legierung 0.7 bis 1.5 Gew.-% Zinn als spanbrechenden Zusatz enthält.
2. Aluminiumlegierung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung in Gew.-%
Kupfer 3.9 bis 5.2
Magnesium 0.3 bis 1.3
Mangan 0.3 bis 1.0
Zinn 0.7 bis 1.5
Wismut max. 0.40
Eisen max. 0.8
Silizium max. 0.8
Zink max. 0.5
Chrom max. 0.15
Titan max. 0.20 sowie unvermeidliche Begleitelemente einzeln max. 0.05, insgesamt max. 0.15 und Aluminium als Rest enthält.
3. Aluminiumlegierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0.8 bis 1.3 Gew.-%, vorzugsweise 0.9 bis 1.2 Gew.-% Zinn enthält.
4. Aluminiumlegierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung 0.15 bis 0.25 Gew.-% Wismut enthält.
5. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung nach Stranggiessen, Hochglühen und Strangpressen mit nachfolgendem Lösungsglühen bzw. raschem Abkühlen aus der Presshitze, ggf. Recken, und nach Warmauslagern auf maximalen Aushärtungsgrad eine Zugfestigkeit von mindestens 420 MPa, eine Dehngrenze von mindestens 310 MPa, eine Brinellhärte von mindestems 115 sowie eine Bruchdehnung A5 von mindestens 9% aufweist.
6. Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung nach Stranggiessen, Hochglühen und Strangpressen mit nachfolgendem Lösungsglühen bzw. raschem Abkühlen aus der Presshitze, ggf. Recken, und nach Kaltauslagern während mindestens drei Tagen eine Zugfestigkeit von mindestens 400 MPa, eine Dehngrenze von mindestens 290 MPa, eine Brinellhärte von mindestens 110 sowie eine Bruchdehnung A5 von mindestens 11 % aufweist.
7. Verwendung einer Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für die Bearbeitung auf Automaten.
PCT/CH1999/000231 1998-06-12 1999-05-28 BLEIFREIE ALUMINIUMLEGIERUNG AUF BASIS VON AlCuMg MIT GUTER SPANBARKEIT WO1999066090A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP99920526A EP1093529A1 (de) 1998-06-12 1999-05-28 BLEIFREIE ALUMINIUMLEGIERUNG AUF BASIS VON AlCuMg MIT GUTER SPANBARKEIT

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP98810537.5 1998-06-12
EP98810537A EP0964070A1 (de) 1998-06-12 1998-06-12 Bleifreie Aluminiumlegierung auf Basis von AlCuMg mit guter Spannbarkeit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1999066090A1 true WO1999066090A1 (de) 1999-12-23

Family

ID=8236133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CH1999/000231 WO1999066090A1 (de) 1998-06-12 1999-05-28 BLEIFREIE ALUMINIUMLEGIERUNG AUF BASIS VON AlCuMg MIT GUTER SPANBARKEIT

Country Status (2)

Country Link
EP (2) EP0964070A1 (de)
WO (1) WO1999066090A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SI20122A (sl) * 1998-12-22 2000-06-30 Impol, Industrija Metalnih Polizdelkov, D.D. Aluminijeva avtomatna zlitina, postopki za njeno izdelavo in uporabo
SI20694A (sl) * 2000-09-04 2002-04-30 Impol, Industrija Metalnih Polizdelkov, D.D. Aluminijeve avtomatne zlitine, reciklirni postopek za njihovo izdelavo in njihova uporaba
CN106119629A (zh) * 2016-08-25 2016-11-16 上海交通大学 易切削颗粒增强铝基复合材料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0797653A (ja) * 1993-09-29 1995-04-11 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 快削性アルミニウム合金鋳造棒
US5587029A (en) * 1994-10-27 1996-12-24 Reynolds Metals Company Machineable aluminum alloys containing In and Sn and process for producing the same
EP0761834A1 (de) * 1995-08-24 1997-03-12 KAISER ALUMINUM & CHEMICAL CORPORATION Blei-freie 6000 Aluminiumlegierung
US5725694A (en) * 1996-11-25 1998-03-10 Reynolds Metals Company Free-machining aluminum alloy and method of use
EP0828008A2 (de) * 1996-09-09 1998-03-11 Alusuisse Technology & Management AG Aluminiumlegierung mit guter Spanbarkeit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0797653A (ja) * 1993-09-29 1995-04-11 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 快削性アルミニウム合金鋳造棒
US5587029A (en) * 1994-10-27 1996-12-24 Reynolds Metals Company Machineable aluminum alloys containing In and Sn and process for producing the same
EP0761834A1 (de) * 1995-08-24 1997-03-12 KAISER ALUMINUM & CHEMICAL CORPORATION Blei-freie 6000 Aluminiumlegierung
EP0828008A2 (de) * 1996-09-09 1998-03-11 Alusuisse Technology & Management AG Aluminiumlegierung mit guter Spanbarkeit
US5725694A (en) * 1996-11-25 1998-03-10 Reynolds Metals Company Free-machining aluminum alloy and method of use

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUFNAGEL W.: "Aluminium-Taschenbuch, ED. 14", 1983, ALUMINIUM VERLAG, DÜSSELDORF, XP002079025 *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 095, no. 007 31 August 1995 (1995-08-31) *

Also Published As

Publication number Publication date
EP0964070A1 (de) 1999-12-15
EP1093529A1 (de) 2001-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69117494T2 (de) Ultra-hochfeste legierungen auf aluminiumbasis
CA2793885C (en) 2xxx series aluminum lithium alloys having low strength differential
AT502310B1 (de) Eine al-zn-mg-cu-legierung
US5376192A (en) High strength, high toughness aluminum-copper-magnesium-type aluminum alloy
DE69117066T2 (de) Verbessertes al-li-legierungssystem
EP0224016B1 (de) Aluminium-Knetlegierung des Typs A1/Cu/Mg mit hoher Festigkeit im Temperaturbereich zwischen 0 und 250o C
EP0981653B1 (de) Verfahren zur erhöhung der bruchzähigkeit in aluminium-lithium-legierungen
DE4103934A1 (de) Fuer kolben geeignete aluminiumlegierung
DE69911648T2 (de) Verfahren zur herstellung einer aluminium-automaten-legierung
US3990922A (en) Processing aluminum alloys
EP0828008B1 (de) Aluminiumlegierung mit guter Spanbarkeit
DE10163039C1 (de) Warm- und kaltumformbares Bauteil aus einer Aluminiumlegierung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2242235C3 (de) Superplastische Aluminiumlegierung
CA2279308C (en) Al-mg-si alloy with good extrusion properties
DE3486352T2 (de) Aluminium-Lithium-Legierung.
EP0219629A1 (de) Hochwarmfeste Aluminiumlegierung und Verfahren zur ihrer Herstellung
US4007039A (en) Copper base alloys with high strength and high electrical conductivity
DE2255824A1 (de) Verfahren zur herstellung einer knetlegierung auf zinkbasis
EP1093529A1 (de) BLEIFREIE ALUMINIUMLEGIERUNG AUF BASIS VON AlCuMg MIT GUTER SPANBARKEIT
EP0302255B1 (de) Verwendung einer Kupferlegierung als Werkstoff für Stranggiesskokillen
EP0410979B1 (de) Aushärtbare nickellegierung
DE2105817A1 (de) Aluminiumlegierung
EP0216519A1 (de) Superplastische Zink-Aluminium-Legierungen
CH646998A5 (de) Cualco-legierungen hoher verschleissfestigkeit.

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BG CA CZ HR HU NO PL RO RU SI UA US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1999920526

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1999920526

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA

WWR Wipo information: refused in national office

Ref document number: 1999920526

Country of ref document: EP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1999920526

Country of ref document: EP