CH540342A - Kupfer-Zinklegierung - Google Patents

Description

  
 



   Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kupfer-Zinklegierung zur Fertigung druckdichter Gusstücke mittels Giess- und Pressverfahren.



   Seit langem ist eine grosse Anzahl verschiedener Kupfer-Zinklegierungen bekannt. An diese Legierungen werden hinsichtlich einer oder mehrerer der folgenden Eigenschaften, wie beispielsweise hohe Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit, gute Verschleissfestigkeit, Beständigkeit gegen   Entzinkung,    sowie gute   Bearbeitungsfähigkeit    mit spanabhebendem Werkzeug gestellt.



   Ausser einer Anzahl Standardlegierungen sind auch mehrere   Speziallegierungen    entwickelt worden, wobei aber jede dieser verschiedenen Legierungen nur einige der oben aufgezählten Eigenschaften aufweisen. Kennzeichnend für die verschiedenen bekannten Kupfer-Zinklegierungen ist auch, dass sie sich mehr oder weniger nur für ein oder höchstens zwei Herstellungs- und Bearbeitungsmethoden eignen. Daher sind die Hersteller ver   schieden artiger    Messingteile bisher gezwungen gewesen, verschiedene für jede einzelne Giessart geeignete Legierungen für Spritzguss, Kokillenguss,   Druckguss,    Sandguss und zum Warmpressen auf Lager zu halten. Dies führt sowohl aus   l gerungs-    als auch herstellungstechnischen Gründen zu Komplikationen und unrationeller Arbeitsweise.



   Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine Legierung zu schaffen, die sämtliche oben angegebenen Eigenschaften in sich vereint und die sich durch folgende Merkmale auszeichnet: ausgezeichnete Giesseigenschaft und daher für Spritzguss, Kokillenguss,   Sandguss    und Warm pressung von verwickelten Gussstücken mit unterschiedlichen Wanddicken geeignet, gute chemische Beständigkeit insbesondere gegen Seewasser und   Witterungs-    einflüsse, hohe   Ahnutzungsbeständigkeit    und gute Widerstandsfähigkeit gegen Korrosions- und Kavitationsangriffe.



   Bisher wurde es für gänzlich   unmöglich    gehalten, eine Legierung zu schaffen, die sich für alle diese hauptsächlich vorkommenden Giessmethoden eignet, was auch die grosse Anzahl der verschiedenen auf dem Markt zu findenden Kupferlegierungen beweist. Die Hersteller von Messingeinzelteilen haben auch die Forderung gestellt, dass die aus Messing gefertigten Erzeugnisse bis zu einem Druck von etwa 20 kg/cm2 druckdicht sein sollen. Bisher herrschte jedoch die allgemeine Auffassung, dass derartige Legierungen keineswegs Aluminium enthalten dürfen, wenn druckdichte Gussstücke herzustellen sind. Es ist weiterhin bekannt. dass bereits so geringe Anteile Aluminium, wie z.B.   0,6'7o    bei Kokillenguss ein Schäumen verursachen.

  Es ist   lallerdings    auch bekannt, dass geringe Anteile Aluminium in Kupferlegierungen zu besserer Giessbarkeit führen, aber andererseits wird von autoritativer Stelle behauptet, dass Aluminium und   Silizium    aus technologischen Gründen nicht gleichzeitig in ein und derselben Legierung vorhanden sein dürfen. Da aber Silizium in diesem Zusammenhang sehr wertvolle Eigenschaften besitzt, will man von diesem Stoff nicht absehen.



   Ein Beispiel einer Zusammensetzung, bei der oben erwähnte vorteilhafte Eigenschaften festgestellt werden konnten, ist folgende Legierung, die aus
Kupfer   63 ,So   
Blei 2%
Nickel 0,5%
Mangan 0,5%
Aluminium 0,3%
Silizium 0,7%
Zinn 0,5%
Antimon 0,05%
Rest Zink besteht.



   Es hat sich erwiesen, dass diese Legierung trotz ihres Gehaltes an   Aluminium    und Silizium den Forderungen auf Druckdichtheit nachkommt, und sich erstaunlicher Weise für sämtliche gewöhnlich vorkommenden und oben erwähnten Giessmethoden eignet, sowie ausserdem besonders gute übrige Eigenschaften besitzt, wobei hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit, sowohl gegen   Erosions-    korrosion als auch Entzinken, beibehalten bzw. sogar verbessert werden konnten.



   Vorgenommene Proben an 14 mm starken Probestäben, hergestellt aus der erfindungsgemässen Legierung haben zu folgenden, sehr guten Endergebnissen geführt:   Streckgrenze(0,2%)=    19 kp/mm2 Bruchgrenze = 37,4 kp/mm2 Ziehbarkeit bei 70 mm Messlänge = 12,6% Kontraktion = 15%.



   Die Bestandteile der erfindungsgemässen Legierung können, wie durch Versuche ermittelt wurde, innerhalb bestimmter Grenzen verändert werden, ohne dass ihre vorteilhaften Eigenschaften verloren gehen. Als Grenzwerte für die verschiedenen Bestandteile wurden die fol   genen    ermittelt:
Kupfer 62 - 65%
Blei 1 - 3%
Nickel   0,2-0,8%   
Mangan   0,2-0,8%   
Aluminium 0,1 - 0,6%
Silizium 0,3 -   1,0%   
Zinn   0,2- 1,0(r,   
Antimon 0,02 - 0,2%
Rest Zink.



   Es wurde bei Kokillenguss eines schwierigen Armaturteiles in   Massenfabrikation    festgestellt, dass es bei Verwendung eines üblich empfohlenen Kokillenmessings zu einem Ausschuss von etwa 50% infolge undichter Einzelteile führte, während es sich bei Verwendung der erfindungsgemässen Legierung zeigte, dass der Ausschuss aufgrund undichter Gusswaren bis unter 7% herabsank. Dieses sehr gute Ergebnis ist zurückzuführen auf die gute Giessbarkeit der Legierung, wodurch die Gefahr der   Luifteinschliessung    und des Auftretens von Oberflächenschäden weitgehend ausgeschlossen werden konnte.



   Die Legierung gemäss der vorliegenden Erfindung kann aufgrund ihrer oben beschriebenen Eigenschaften und der Möglichkeit Gussstücke aus dieser Legierung durch verschiedene Giess und   Bearbeitiungsverfahren    herzustellen, zur Fertigung sämtlicher einem Armatursystem zugehörigen Einzelteile verwendet werden. Hierdurch werden noch weitere Vorteile gewonnen, indem die Gefahr einer galvanischen Korrosion zwischen den verschiedenen Einzelheiten beseitigt ist. Da nur eine einzige Legierung auf Lager gehalten werden braucht, ist es auch möglich, die Herstellungskosten wesentlich herabzusetzen.



  Durch die Möglichkeit, nur eine einzige Legierung zu verwenden, wird verhindert, dass aus verschiedenen Legierungen bestehende Armaturenteile verwechselt werden, was bisher ein Problem war, da es für einen Nichtfachmann schwierig, um nicht zu sagen, unmöglich war, zu beurteilen, aus welchem Material und durch welches Verfahren ein gewisses   Armaturenteil    hergestellt ist.  

 

   Durch verschiedene Herstellungsverfahren erhaltene Abfälle (Schrot, Späne usw.) werden gewöhnlich umgeschmolzen, und es ist hierbei erwünscht, dass die Abfälle verschiedener Zusammensetzungen bei der Umschmelzung nicht miteinander vermischt werden, da es schwierig sein kann, der Schmelze die erwünschte Zusammensetzung zu erteilen. Aus diesem Grunde war man bisher zu kostspie   ligem    Hantieren der Abfälle gezwungen. Durch die Erfindung ist eine   Legierung    geschaffen, welche sich für die meisten vorkommenden   Herstellungsverfahren    eignet, wodurch das Problem mit der differenzierten Abfallhantierung ausgeschaltet ist. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Kupfer-Zinklegierung zur Fertigung druckdichter Gussstücke mittels Giess- und Pressverfahren, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Kupfer 62 - 65% Blei -3% Nickel 0,2-0,8% Mangan 0,2 - 0,8% AluminiumO,1 - 0,6% Silicium 0,3 - 1,0% Zinn0,2- 1,0% Antimon 0,02 - 0,2% Rest Zink besteht.

   UNTERANSPRUCH Kupfer-Zinklegierung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Kupfer 63% Blei 2% Nickel 0,5% Mangan 0,5% Aluminium 0,3% Silicium 0,7% Zinn 0,5% Antimon 0,05% Rest Zink besteht.