CH226498A - Verfahren zur Wärmebehandlung von aushärtbaren Aluminiumlegierungen zur Erzielung hoher Härte und grosser Raum- und Formbeständigkeit. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Wärmebehandlung von aushärtbaren Aluminiumlegierungen  zur Erzielung hoher Härte und grosser Raum- und Formbeständigkeit.    Es ist bekannt, dass gewisse aushärtbare  Aluminiumlegierungen, zum Beispiel sol  che, die auf Aluminium -Silizium - Basis  eutektischer und übereutektischer Zusam  mensetzung aufgebaut sind oder aber auch  Legierungen der Gattung Aluminium-Kup  fer-Nickel vorteilhaft zur Herstellung von  Kolben und Lagern brauchbar sind. Die  Verwendbarkeit derartiger Legierungen für  Maschinenteile, die der gleitenden Reibung  ausgesetzt     sind    und die im Betrieb eine  mehr oder weniger starke Erwärmung er  fahren, ist abhängig davon, dass der Werk  stoff neben einer genügend hohen Härte, be  sonders bei höheren Betriebstemperaturen,  keine bleibende Raum- oder Volumenver  änderung erleidet.  



  Um den in Frage kommenden Legierun  gen sowohl im Guss-, besonders aber auch  im Presszustand die für den Betrieb dieser  Maschinenteile notwendige Härte und     Raum-          bezw.    Gestaltsbeständigkeit zu geben, wer-    den sie bekanntlich einer Wärmebehandlung  unterworfen.     Letztere        besteht        beispielsweise     bei einer Legierung mit 12 % Silizium, 1  Kupfer, 1 % Magnesium, 1 % Nickel, Rest  Aluminium darin, dass, nach einem mehr  stündigen Glühen bei 500  ein Abschrecken  in Wasser und .sodann .ein Anlassen bei  200  während beispielsweise 4 bis 6 Stun  den     vorgenommen    wird.

   Die Wahl der An  lasstempera.tur muss dabei so getroffen wer  den, dass mit     Rücksicht    auf den Umstand,  dass; die Härte und die Raumbeständigkeit  von der     Anlasstemperatur    im entgegen  gesetzten Sinn     beeinflusst    werden, das heisst  also bei hoher     Anlasstemperatur    zwar eine  gute     Raumbeständigkeit,    aber ein starker       Härteabfall    eintritt, und bei niedriger An  lasstemperatur die umgekehrten Verhältnisse  sich einstellen, sowohl eine gute Härte als  auch eine ausreichende     Raumbeständigkeit          .erreichbar    ist.

   Eine Erniedrigung der An  lasstemperatur würde     zwar    zu einer Er-      höhung der Härte führen, dafür aber eine  starke Neigung zu bleibenden Volumenände  rungen zur Folge haben, die praktisch bei  Kolben, Pleuelstangen, Lagerselialen, Lager  buchsen oder     dergleichen    einer gleitenden  Bewegung unterworfenen     Maschinenteilen     nicht zulässig sind.  



  Es ist auch schon vorgeschlagen worden,  eine stufenweise Wärmebehandlung vorzu  nehmen, um die Festigkeit, Dehnung, Streck  grenze, Kontraktion usw. über die bei ein  heitlicher Anlasstemperatur erreichbaren  Werte hinaus zu steigern. Die vorgenaunten  Eigenschaften sind nun aber grundsätzlich  anderer Art als die Raumbeständigkeit, die,  im Betrieb, insbesondere bei erhöhten Tem  peraturen, , vielfach nicht mehr erhalten  bleibt, aber unbedingt aufrecht erhalten wer  den muss, um die Betriebssicherheit zu ge  währleisten. Die bei erhöhten Temperatu  ren normalerweise auftretenden elastischen  Wärmedehnungen sind bekannt, im vorlie  genden Fall aber nicht gemeint. Ebenso  wenig sind plastische Deformationen unter  mangelnder Raumbeständigkeit zuverstehen,  die unterEinfluss von mechanischen Kräften  zustande kommen.

   Es handelt sich vielmehr  um die bleibenden Volumenänderungen,  welche die Ursache     mangelnderRaumbestän-          digkeit    sind. Die Zeitdauer und die Tem  peraturen von 120-l40 , die nach dem be  kannten Verfahren gewählt werden, schlie  ssen ferner eine Erhöhung der Raum- und  Formbeständigkeit von vornherein aus. wenn  gleichzeitig auch die Härte einen bestimm.  ten Wert erlangen soll.  



  Erfindungsgemäss wird die in Frage  kommende Aufgabe, sowohl eine hohe Härte  als auch gleichzeitig eine grosse Raum- und  Formbeständigkeit zu erzielen, dadurch ge  löst, dass die Legierungen bei 500' mehr  stündig geglüht, dann in Wasser abge  schreckt, weiterhin zunächst bei 150-180  C  und schliesslich bei mindestens 200  C an  gelassen werden. Hierdurch ist die bei der  erwähnten Temperatur erreichbare     Raum-          und    Gestaltsbeständigkeit gesichert. Eine  derartige Anlassbehandlung kann praktisch    so lauge fortgesetzt werden, bis die ge  wünschte Härte durch Erweichung der Le  gierung erhalten ist.  



  Überraschenderweise wurde weiterhin ge  funden, dass sich bei den vorgehärteten Le  gierungen eine zeitlich viel längere Nach  behandlung, die bei normaler Anlasstempe  ratur von 200  oder auch noch darüber vor  genommen wird, zur Erzielung der als     aus-          ieichend    zu erachtenden Raum- und Ge  staltsbeständigkeit durchführen lässt, ohne  Gefahr zu laufen, dass die Härte auf den  Wert absinkt, der bei normaler Wärme  behandlung schon nach viel kürzerer Anlass  zeit gemmessen wird.  



  Zur Erläuterung dient das nachstehende  Versuchsergebnis:  Zwei Proben der Aluminiumlegierung  mit der eingangs erwähnten Zusammenset  zung wurden vier Stunden bei 500  geglüht  und zusammen in Wasser abgeschreckt. Die  Probe 1 wurde alsdann vier Stunden bei  200  angelassen und ergab nach dieser Be  handlung eine Brinellhärte von 1.10 kg/nm2.  Die Probe 2 wurde nach Art der Erfindung  behandelt. Sie wurde sechs Stunden bei 107   angelassen und wies eine Brinellhärte von  130-140 kg/mm2 auf. Danach erfuhr diese  Probe     zusätzlich    eine weitere Behandlung  bei 200 , worauf die Brinellhärte erst nach  sieben Stunden auf 127-130     kg/mm'    ab  sank.

   Um also eine     Erweichung    an dieser  Probe auf<B>110</B>     Brinellhärte    zu erhalten,  muss daher noch viel länger bei 200  ange  lassen werden. Für die praktische Behand  lung erscheint es jedoch vorteilhafter. die  zweite     Anlassbehandlung    auf eine kürzere  Zeitdauer zu beschränken und die     Anlass-          temperatur    über 200" zu steigern,     was    be  züglich der Raum- und     Gestaltsbeständig-          kei    t nur von Vorteil ist.  



       Diese    Erscheinung     kann.    durch die     unter-          sehiedliclie        Ausscheidungsart    der löslichen       Komponenten    aus den übersättigten     1Vlisch-          kristallen    der Lagerlegierungen etwa     da,-          durch    erklärt werden, dass bei der normalen       Anlassbehandlung    sofort eine grobe Aus  scheidungsform, die mit niederer     Härte    ein-      hergeht, entsteht,

   während bei der gestuf  ten Behandlung durch die niedere Anlass  temperatur eine feindisperse Ausscheidungs  form im Mischkristall entsteht, die zu den  festgestellten hohen Härtegraden führt.  Diese feindispersen Ausscheidungen schei  nen nun bei der Nachbehandlung, also bei  höherer Temperatur, in anderer Art zu  koagulieren und damit beständiger zu sein,  als die bei hoher Temperatur ohne vorherige  Anlassvorbehandlung sofort entstandenen  Ausscheidungen aus     dem    übersättigten  Mischkristall.

   Der Koagulation der     feindis-          persen    Phase stehen offensichtlich mehr       Kristallisationskeime    zur Verfügung, so dass  die gegenseitige     Aufzehrung    dieser vielen  Kristallisationszentren viel längerer Anlass  zeit bedarf, bis die Ausscheidungen so stark  vergröbert sind, wie dies der niederen Härte  der normal behandelten Probe entspricht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Wärmebehandlung von aushärtbaren Aluminiumlegierungen unter Anwendung eines stufenweisen Anlassens, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierun gen, zur Erlangung sowohl einer hohen Härte als auch gleichzeitig einer grossen Raum- und Formbeständigkeit, bei 500 mehrstündig geglüht, dann in Wasser abge schreckt, weiterhin zunächst bei 150 bis 180 C und schliesslich bei mindestens 200'C angelassen werden. UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die zweite An lassbehandlung über vier Stunden dauert. 2. Verfahren nach Patentanoprueh, da durch gekennzeichnet, dass die zweite An lasstemperatur über 200 C liegt.