DD234174A3 - Mangan-aluminium-mehrstoffbronze fuer umform- u. umformwerkzeuge - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Aluminum-Mehrstoff-Bronze fuer Fertigungsmittel der Um- und Urformtechnik. Durch die Erfindung soll die Effektivitaet der Fertigungsmittel erhoeht, der Zerspanungsaufwand bei der Herstellung ihrer Aktivteile herabgesetzt werden und die Bearbeitung dieser Aktivteile mit normalen Zerspanungswerkzeugen moeglich sein. In der Umformtechnik wird eine hoehere Waermeleitfaehigkeit der Form erzielt, wodurch die Spritzzyklen verkuerzt werden koennen. Das Ziel der Erfindung wird durch den Einsatz einer Aluminium-Mehrstoff-Bronze erreicht, die folgende Zusammensetzung hat: 9,0-11,0% Mangan, 7,5-10,0% Zink, 2,0-4,0% Eisen, 1,5-3,0% Nickel, 7,5-9,0% Aluminium, 0,26-0,80% Titan, Rest Kupfer. Die Anwendung der Erfindung kann in allen Betrieben erfolgen, die Fertigungsmittel fuer die Um- und Urformtechnik herstellen.
Description
Das Anwendungsgebiet umfaßt Fertigungsmittel der Umformtechnik und Urformtechnik, insbesondere Zieh-, Biege- und Spritzgußformwerkzeuge.
Beim Umformen von Blechen treten an den aktiv wirkenden Elementen Reibungen auf, die zu einem hohen Verschleiß führen. Diese Verschleißerscheinungen können durch Schmiermittel, Beschichten der Bleche, Einlegen von Folie und den Einsatz von NE-Legierungen für die aktiven Werkzeugelemente verringert werden. Beim Umformen von rostfreien Blechen ergaben sich zusätzlich Schwierigkeiten in der Form, daß sich an den aktiv wirkenden Elementen der Umformwerkzeuge bei Verwendung bekannter Werkzeugstähle Kaltaufschweißungen ergeben. Diese Kaltaufschweißungen führen zur Riefenbildung an den Umformteilen und damit zu einer ständigen Qualitätsverschlechterung derselben, die bis zum Ausschuß führen kann. Es ist bekannt, daß zur Beseitigung des Kaltaufschweißens Aluminium-Bronzen mit den Zusammensetzungen, wie sie im WP 38260 dargelegt werden,
| 8,5 bis | 11,5% Al |
| bis | 7,0% Fe |
| bis | 1,0% Mn |
| bis | 2,5% Si |
| bis | 6,5% Ni |
| Rest | Cu |
8,0% Al 13,0% Mn
2,0 % Fe
2,5% Ni
Rest Cu
eingesetzt werden, die jedoch den Nachteil haben, daß sie sehr hart und spröde und dadurch mechanisch schwer bearbeitbar sind. Des weiteren ist für diese Legierung zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit eine Wärmebehandlung erforderlich. Nachteilig wirken sich bei dieser Legierung geringe Standmengen aus. Um diese Nachteile zu beseitigen, wurden im WP 38260 Cu-Ni-Mn-Legierungen mit
20% Ni und 20% Mn bzw. 30% Ni und 30% Mn entwickelt.
Die NE-Legierungen Cu-Ni-Mn 20/20 und Cu-Ni-Mn 30/30 sind relativ gut mechanisch bearbeitbar, müssen jedoch ebenfalls nachträglich vor dem Einsatz als aktives Werkzeugelement vergütet werden, wobei eine maßliche bzw. geometrische Veränderung dieser Teile nicht ausbleibt.
Mittels dieser Legierungen lassen sich qualitativ gute Umformteile herstellen, jedoch werden keine zufriedenstellenden Standmengen erreicht. Die Anfertigung der Aktivteile bedarf eines hohen Zerspanungsprozesses, da das Grundmaterial nur als Knetwerkstoff in Form von Platten bzw. Halbzeugen zur Verfügung gestellt werden kann.
Mit den bekannten Aluminium-Bronzen mit einem Al-Gehalt über 9% lassen sich qualitativ gute Umformteile herstellen, jedoch befriedigen die möglichen Standmengen nicht, weiterhin können die aktiven Werkzeugelemente wegen ihrer hohen Festigkeit nur mittels Spezialmaschinen und -werkzeugen bearbeitet werden. Nach WP 57438 ist eine Kupfer-Gußlegierung der Zusammensetzung
9.0 bis 13,0% Mn
7.1 bis 12,0% Zn 1,0 bis 3,0% Fe bis 4,0% Ni
4,5 bis 7,0% Al
und mindestens ι 65,0% Cu bekannt, die zwar eine normale Bearbeitung zuläßt, aber auf Grund ihrer geringen Festigkeit und geringen Härte keine befriedigende Standmenge ermöglicht.
Diese Legierung ist besonders für mechanisch und chemisch beanspruchte Teile, beispielsweise Schiffsschrauben, Schiffbauteile ur.J Pumpenteile geeignet.
Gegenüber von Biege-und Ziehwerkzeugen werden Spritzformwerkzeuge der Urformtechnik vorwiegend aus Alu-Werkstoffen hergestellt. Dieser Werkstoff hat ungünstige Verschleißwerte, die nur relativ niedrige Standzeiten zulassen. Erhöhte ökonomische Kosten einschließlich zusätzlicher Fertigungskapazitäten für die Herstellung von Ersatzwerkzeugen müssen dafür einkalkuliert werden.
Ziel der Erfindung ist es, die ausgeführten Mangel und Nachteile der bekannten Legierungen durch den Einsatz eines geeigneteren Werkstoffes auszuschalten, d. h. vor allem die Bearbeitbarkeit der Werkzeuge zu verbessern, die Standmenge zu erhöhen und eine gleichbleibend gute Qualität des Umformgutes zu gewährleisten.
Aufgabe der Erfindung ist, für Fertigungsmittel der Umformtechnik und Urformtechnik, insbesondere für Zieh-, Biege- und Spritzgußformwerkzeuge als Werkstoff eine Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronze zum Einsatz zu bringen, die folgende Nachteile ausschließt:
— hoher Zerspanungsaufwand durch Herausarbeiten der Formteile aus Halbzeugen
— schwierige Bearbeitbarkeit bei Verwendung von Al-Legierungen mit einem Anteil von mehr als 9% Al bzw.hohen Ni- und Mn-Anteilen
— geringe Standmenge durch zu geringe Härte und Festigkeit bei Al-Anteilen unter 7%
— Kaltaufschweißungen auf den Aktivelementen
— Riefenbildung auf dem Umformgut
— notwendige Wärmebehandlung der Aktivelemente
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Legierung eine Zusammensetzung von
| 9,0 | aufweist. | bis 11,0% Mn |
| 7,5 | bis 10,0% Zn | |
| 2,0 | bis 4,0% Fe | |
| 1,5 | bis 3,0% Ni | |
| 7,5 | bis 9,0% Al | |
| 0,26 | bis 0,8% Ti | |
| Rest | Cu | |
' Ausführungsbeispiel
Durch die Verwendung einer Legierung, die vorzugsweise 10,5% Mn 9,0% Zn 3,0% Fe 2,0% Ni 8,5% Al 0,5 % Ti Rest Cu enthält, werden folgende mechanische Werte, gemessen an Sandgußproben, erreicht:
— Bruchfestigkeit 70bis85kp/mm2 700 bis 850 HPa
— Bruchdehnung 8 bis 3%
— Brinellhärte 200bis250HB
—Wärmeleitfähigkeit 0,2 cal/grad sec m
Durch die Verwendung der vorgeschlagenen Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronzefür Zieh-, Biege- und Spritzgußformwerkzeuge ergeben sich folgende Vorteile:
— Herstellung von Werkzeugrohlingen im Gießverfahren gegenüber dem zerspanungsaufwendigeren Herausarbeiten der Formteile aus Halbzeugen;
— Bearbeitung der Rohlinge mit normalen Werkzeugen und Maschinen möglich;
— Wegfall der bisher notwendigen Vergütung der Aktivteile;
— Mögliche Nacharbeitung der Aktivteile zur Beseitigung geringer Verschleißerscheinungen;
— Verlustarme Metallrückgewinnung durch sortenreines Wiedereinschmelzen nicht mehr gebrauchter Aktivteile und der bei der Bearbeitung anfallenden Späne.
Nach einer probeweisen Benutzung der Erfindung zur Herstellung rostfreier Formteile für Waschmaschinen konnte bisher bei einem Werkzeug eine Standmenge von 300000 Stück erzielt werden.
Claims (1)
- Erfindungsanspruch:Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronze als Werkstoff für Umform- und Urformwerkzeuge, insbesondere für Zieh-, Biege- und Spritzgußformwerkzeuge, gekennzeichnet durch eine Legierung mit 9,0bis11,0Gew.-%Mn 7,5bis10,0Gew.-%Zn 2,0 bis 4,0Gew.-%Fe 1,5 bis 3,0Gew.%Ni 7,5 bis 9,0 Gew.-% Al 0,26 bis 0,8Gew.-%TiRest Cu.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD19332676A DD234174A3 (de) | 1976-06-11 | 1976-06-11 | Mangan-aluminium-mehrstoffbronze fuer umform- u. umformwerkzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD19332676A DD234174A3 (de) | 1976-06-11 | 1976-06-11 | Mangan-aluminium-mehrstoffbronze fuer umform- u. umformwerkzeuge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD234174A3 true DD234174A3 (de) | 1986-03-26 |
Family
ID=5504800
Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD234174A3 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5098654A (en) * | 1990-01-04 | 1992-03-24 | Boliden Ldm Nederland B.V. | Alloy based on copper, manganese and aluminum, and objects made of said alloy |
-
1976
- 1976-06-11 DD DD19332676A patent/DD234174A3/de unknown
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