AT147775B - Kupferlegierungen. - Google Patents

Description

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   Die sogenannten Bleibronzen finden in den letzten Jahren immer mehr Verwendung als Lagermetalle. Sie verdanken dies einerseits der hohen Plastizität ihrer Bleigrundmasse, anderseits den guten
Gleiteigenschaften, welche die eingelagerten hochkupferhaltigen Kristalle besitzen. Als störend hat sich das leichte Ausseigern des Bleis beim Vergiessen erwiesen, was durch die bei tieferen Temperaturen bestehende grosse Misehungslücke im System Kupfer-Blei zu erklären ist. Durch einen Zusatz von Nickel konnte dieser Übelstand weitgehend beseitigt werden. Auch andere Zusätze wurden mehrfach zur Verbesserung der Eigenschaften derartiger Bleibronzen vorgeschlagen. Sie alle haben, ebenso wie das Nickel, die Eigenschaft, mit dem Kupfer der Bleibronzen Mischkristalle oder Verbindungen zu bilden, durch welche die Härte und Festigkeit der eingelagerten Härtekörperchen erhöht werden.

   Die Bleigrundmasse wurde durch diese Zusätze im wesentlichen unverändert gelassen. 



   Es wurde nun gefunden, dass nicht nur die Eigenschaften der in die Grundmasse eingelagerten Härtekörperchen für die Gesamtqualität dieser Legierungen massgebend sind, sondern in ebensolchem Masse auch die Grundmasse selbst. Es ist gelungen, eine Härte-und Festigkeitssteigerung des Bleis in Bleibronzen durchzuführen, ohne dadurch die das Blei als Grundmasse besonders befähigende Plastizität herabzusetzen. Auf Grund eingehender Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass in hervorragendem Masse dem Cadmium die Eigenschaft zukommt, auf die Bleigrundmasse derartiger Legierungen   f estigkeits-und härtusteigemd   einzuwirken. 



   Es ist bekannt, dass Cadmium von Blei in fester Lösung aufgenommen wird ; seine Löslichkeit ist von der Temperatur weitgehend abhängig und beträgt bei Zimmertemperatur etwa 4-5%. Es ist auch bekannt, dass im binären System Blei-Cadmium dieser Cadmiumkonzentration die maximale Härtesteigerung entspricht. Gefunden wurde nun, dass auch in Anwesenheit von Kupfer sich an diesen Verhältnissen im wesentlichen nichts ändert, was wohl seine Ursache vor allem darin hat, dass Cadmium in Kupfer praktisch gänzlich unlöslich ist, ebenso wie auch Kupfer und Blei selbst im festen Zustand so gut wie unlöslich ineinander sind. Es kann also bereits mit verhältnismässig sehr geringen Zusätzen von Cadmium eine bedeutende Verbesserung der Legierungen erzielt werden, wie z.

   B. daraus hervorgeht, dass der Zusatz von nur einem Prozent Cadmium zu einer Legierung mit 60% Kupfer und   40%   Blei eine Steigerung der Härte von etwa 25  auf 30  Brinell zur Folge hat, gleiche   Giess-und Erstarrungs-   bedingungen selbstverständlich vorausgesetzt. Es konnte auch festgestellt werden, dass durch diesen geringen Cadmiumzusatz auch eine Herabsetzung der Steigerung des Bleis eintritt, wenngleich eine theoretische Begründung dieser Erscheinung nicht gefunden werden konnte. Es ist anzunehmen, dass das Cadmium eine Verringerung der Mischungslücke Cu-Pb bewirkt. 



   Neben Cadmium können die sonst für Bleibronzen vorteilhaften Legierungszusätze Verwendung finden, doch sind die Kupfer-Blei-Legierungen mit einem Cadmiumgehalt auch ohne weitere Zusätze für sich sehr gut verwendbare Lagermetalle. 
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 auftritt, so dass die an ein gutes Lagermetall allgemein gestellte Forderung der mehrmaligen Umschmelzbarkeit unter Wahrung der mechanischen Eigenschaften auch von diesen Legierungen erfüllt wird. 



   Der Zusatz von Cadmium gemeinsam mit Nickel, Antimon und Zink zu Kupfer-Blei-Zinn-Legierungen ist bekannt. Durch den grösseren Zinngehalt dieser als Lagermetalle verwendeten Legierungen werden aber ihre Gleiteigenschaften ungünstig beeinflusst, auch bedeutet aus wirtschaftlichen Gründen 

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 ein hoherZinngehalt einenNachteil. Durch die vorliegende Erfindung werden   dieseNachteile   der bekannten Legierungen vermieden, indem im wesentlichen zinnfreie oder doch sehr zinnarme   Kupfer-Blei-Legie-   rungen zur Anwendung gelangen. Bei der Herstellung dieser Legierungen aus Altstoffen, was aus Gründen der Wirtschaftlichkeit oft vorkommt, ist es mitunter unvermeidlich, dass geringe Mengen an Zinn und (oder) Nickel in der fertigen Legierung verbleiben.

   Es wurde festgestellt, dass diese geringen Gehalte, die maximal je 2% betragen können, keine Beeinträchtigung der Eigenschaften bewirken. 



   Man hat auch Cadmium als Zusatz zu Bleilagermetallen verwendet, doch waren diese Legierungen kupferfrei bzw. enthielten Kupfer nur in ganz geringen Mengen und ausschliesslich inForm von metallischen Verbindungen und Mischkristallen. Eine Suspension freien Kupfers in einer bleihaltigen Grundmasse kam hiebei nicht in Frage, und es war bei der Kompliziertheit der Verhältnisse in Mehrstofflegierungen keineswegs vorauszusehen, dass durch den Zusatz von verhältnismässig geringen Mengen Cadmium eine Verbesserung aller mechanischen Eigenschaften   bleihaltiger   Kupferlegierungen erzielt werden   würde.  

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : Kupferlegierungen mit einem Bleigehalt von etwa 10-40% und gegebenenfalls Gehalten an Zinn und Nickel bis zu je 2%, gekennzeichnet durch einen Cadmiumgehalt im Ausmasse von 1-10% des Bleigehalts.