ES2645466T3 - Aleación de cobre y cinc, procedimiento de producción y uso - Google Patents
Aleación de cobre y cinc, procedimiento de producción y uso Download PDFInfo
- Publication number
- ES2645466T3 ES2645466T3 ES14002857.2T ES14002857T ES2645466T3 ES 2645466 T3 ES2645466 T3 ES 2645466T3 ES 14002857 T ES14002857 T ES 14002857T ES 2645466 T3 ES2645466 T3 ES 2645466T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- copper
- zinc alloy
- nickel
- matrix
- resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 8
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 title description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 37
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 37
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 claims abstract description 14
- URQWOSCGQKPJCM-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Fe].[Ni] Chemical compound [Mn].[Fe].[Ni] URQWOSCGQKPJCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 claims abstract description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 6
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/04—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/02—Parts of sliding-contact bearings
- F16C33/04—Brasses; Bushes; Linings
- F16C33/06—Sliding surface mainly made of metal
- F16C33/12—Structural composition; Use of special materials or surface treatments, e.g. for rust-proofing
- F16C33/121—Use of special materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
- F16C2204/10—Alloys based on copper
- F16C2204/14—Alloys based on copper with zinc as the next major constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
Abstract
Aleación de cobre-cinc compuesta por (en % en peso): 28,0 a 36,0% de Zn, 0,5 a 1,5% de Si, 1,5 a 2,5% de Mn, 0,2 a 1,0% de Ni, 0,5 a 1,5% de Al, 0,1 a 1,0% de Fe, además, a elección hasta máximo 0,1% de Pb, además, a elección hasta máximo 0,1% de P, además, a elección hasta 0,08% de S, el resto Cu e impurezas inevitables, caracterizada - por que en la matriz están incluidos siliciuros mixtos que contienen hierro-níquel-manganeso, con lo cual la aleación de cobre-cinc presenta una elevada proporción de fase dura que coopera en una mejora de la resistencia del material frente al desgaste abrasivo y condiciona una mejor estabilidad frente al desgaste abrasivo, - por que tras una elaboración ulterior que contiene al menos una conformación en caliente o bien una conformación en frío y etapas de calcinación adicionales, la estructura se compone de inclusiones de fase ß, la cual asume una función incrementadora de la resistencia irrenunciable en la aleación de cobre-cinc, de hasta 45% en vol. de siliciuros mixtos que contienen hierro-níquel-manganeso como fases duras de hasta 20% en vol. en una matriz α, - por que con las inclusiones ß y las fases duras de diferente distribución de tamaño en una matriz α se garantiza una ventajosa estabilidad térmica de la estructura con suficientes propiedades de tenacidad, así como una compleja resistencia a la abrasión correspondiente a la finalidad, - por que en la estructura los siliciuros mixtos que contienen hierro-níquel-manganeso se presentan en forma de barritas, así como en la matriz están contenidos siliciuros mixtos ricos en hierro y níquel con forma globular, finamente distribuidos que determinan una estabilización de la fase ß y, con ello, proporcionan, una importante colaboración para el aumento de la estabilidad térmica y de la compleja resistencia a la abrasión.
Description
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
DESCRIPCION
Aleacion de cobre y cinc, procedimiento de produccion y uso
La invencion se refiere a una aleacion de cobre y cinc, a un procedimiento de produccion de tubos o barras a base de la aleacion de cobre y cinc y a su uso.
A causa de la creciente solicitacion de los materiales para cojinetes de deslizamiento y de las crecientes presiones y temperatures de trabajo en las maquinas, motores y agregados modernos aumentan las exigencias a las propiedades de las aleaciones adecuadas para una aplicacion.
Por este motivo, existe el objetivo de seguir desarrollando las propiedades de trabajo de los materiales para cojinetes de deslizamiento. A ello pertenece por un lado el incremento de las propiedades de la resistencia, de la estabilidad termica de la estructura y de la compleja resistencia a la abrasion, al mismo tiempo con suficientes propiedades de tenacidad. Por otro lado, la aleacion para cojinetes de deslizamiento tiene que poseer propiedades suficientemente buenas para el funcionamiento en situaciones de emergencia, las cuales actuan contra la soldadura entre los componentes del cojinete. Hasta el momento, para estos fines se emplean aleaciones de cobre que contienen plomo.
A partir de los documentos DE 10 2004 058 318 B4 y DE 10 2005 015 467 A1 se conocen las posibilidades de utilizacion de una aleacion de cobre-cinc para su empleo para grnas de valvula y cojinetes de deslizamiento con mayor estabilidad termica y resistencia a la abrasion. La aleacion se compone de 59 -73% en peso de cobre, 2,78,5% en peso de manganeso, 1,5-6,3% en peso de aluminio, 0,2- 4% en peso de silicio, 0,2-3% en peso de hierro, 0-2% en peso de plomo, 0-2% de rnquel, 0-0,4% en peso de estano y el resto cinc.
El incremento de la estabilidad termica y de la resistencia a la abrasion en estas aleaciones con una proporcion de aleacion de manganeso y aluminio extremadamente elevada condiciona por lo regular una matriz p, en la cual estan incluidas segregaciones a y fases duras. La estabilidad termica y la resistencia a la abrasion de estas aleaciones se pueden considerar ciertamente como suficientes, sin embargo esta orientacion unilateral del ajuste de la estructura influye negativamente sobre las propiedades de tenacidad del material.
Ademas, a partir del documento DE 29 19 478 C2 se conoce la utilizacion de una aleacion parecida para anillos sincronicos. En lo referente a esta utilizacion, se contempla como una ventaja el que aparezca una estabilidad a la abrasion mejorada y al mismo tiempo un valor del coeficiente de friccion considerablemente incrementado. Ademas, los productos semiacabados producidos con la aleacion poseen una buena capacidad de mecanizacion, pudiendo ser bien conformados en fno en virtud de la proporcion relativamente alta de aluminio, aunque frente a los latones especiales habituales hasta el momento cabe indicar un incremento de la dureza a la temperatura ambiente. La proporcion de aluminio se situa en el intervalo de 4 a 6% en peso.
El siguiente documento OS 21 45 710 da a conocer una aleacion de base cobre resistente a la abrasion a temperatura elevada para un asiento de valvula en maquinas de combustion interna, la cual presenta igualmente una proporcion de aluminio comparativamente elevada de 5 a 12% en peso. La proporcion de aluminio en el intervalo indicado mejora la resistencia a la corrosion junto con el efecto de refuerzo sobre la matriz. Un incremento mas de la resistencia a la abrasion tiene lugar por la formacion de una fase intermetalica de manganeso y silicio.
A partir de la memoria de publicacion de patente (Auslegeschrift) 1 194 592 se conoce un procedimiento para la produccion de anillos sincronicos, que se caracterizan por un elevado y constante coeficiente de friccion, una elevada resistencia a la abrasion y buena posibilidad de mecanizacion con arranque de viruta. Para ello se proponen tambien tratamientos termicos de la aleacion, ampliamente constituida por fase p, entre 200 a 500°C, para alcanzar una segregacion a del 5 a 50%.
En los documentos citados, generalmente se preve tambien un cierto contenido de plomo para una mejor capacidad de mecanizacion con arranque de virutas.
La invencion tiene por mision proporcionar una aleacion de cobre-cinc con conformabilidad mejorada en fno, elevada dureza y resistencia de la temperatura.
La invencion se reproduce en relacion con la aleacion mediante las caractensticas de la reivindicacion 1, y en relacion con el procedimiento para la fabricacion de tubos o barras mediante las caractensticas de las reivindicaciones 8 y 9, asf como del uso de la aleacion por la reivindicacion 11. Las otras reivindicaciones subordinadas reproducen configuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la invencion.
La invencion abarca la ensenanza tecnica de que una aleacion de cobre-cinc se compone de (en % en peso):
28,0 a 36,0% de Zn,
0,5 a 2,3% de Si,
1,5 a 2,5% de Mn,
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0,2 a 3,0% de Ni,
0,5 a 1,5% de Al,
0,1 a 1,0% de Fe,
ademas, a eleccion hasta maximo 0,1% de Pb, ademas, a eleccion hasta maximo 0,2% de Sn, ademas, a eleccion hasta maximo 0,1% de P, ademas, a eleccion hasta 0,08% de S, el resto Cu e impurezas inevitables,
con siliciuros mixtos que contienen hierro-mquel-manganeso incluidos en la matriz.
La invencion parte de la consideracion de poner a disposicion una aleacion de cobre y cinc con siliciuros mixtos que contienen hierro-mquel-manganeso incluidos en la matriz, la cual se puede elaborar con ayuda del procedimiento de colada continua o semicontinua. Por la formacion de siliciuros mixtos la aleacion de cobre-cinc presenta una elevada proporcion de fase dura, la cual contribuye a una mejora de la resistencia del material frente al desgaste abrasivo. Ademas, la elevada proporcion de siliciuros, en virtud a su baja tendencia a soldarse, condiciona una mejor estabilidad frente al desgaste adhesivo.
Asf, la aleacion presenta elevados valores de dureza y resistencia, a pesar de ello, se garantiza una necesaria medida de ductilidad, expresada por el valor del alargamiento de rotura en un ensayo de traccion. Con esta combinacion de propiedades, el objeto de la invencion es particularmente adecuado para elementos de deslizamiento exentos de Pb en motores tales como, por ejemplo, bujes para ojos de pistones y en engranajes.
Al colar la aleacion tiene lugar primeramente una segregacion previa de siliciuros mixtos ricos en hierro y mquel. Estas segregaciones pueden crecer al seguir desarrollandose dando siliciuros mixtos que contienen hierro-mquel- manganeso de considerable tamano y frecuentemente en forma de barritas. Ademas, queda tambien una considerable proporcion mas bien pequena con estructura globular, que se presenta en la matriz finamente distribuida. Especialmente, los siliciuros finamente distribuidos se consideran el motivo por el cual tiene lugar una estabilizacion de la fase p. Esto proporciona una importante contribucion al incremento de la estabilidad termica y de la compleja resistencia a la abrasion.
La ventaja especial de la aleacion conforme a la invencion radica en una combinacion de propiedades optimizadas para los fines de la aplicacion, en forma de un incremento de la resistencia, de la estabilidad termica de la estructura y de la compleja resistencia a la abrasion, al mismo tiempo que a suficientes propiedades de la tenacidad. Ademas, la aleacion posee buenas propiedades para el funcionamiento en situaciones de emergencia en el caso de cojinetes de friccion, las cuales actuan contra la soldadura de las demas partes del cojinete. Ademas de esto, la solucion exigida al material, en virtud de la sustitucion del plomo, frente a las aleaciones habituales tiene en consideracion la necesidad de una aleacion alternativa tolerable para el medioambiente.
Ademas, este material esta predestinado para aplicaciones especiales, en las cuales a pesar de las altas exigencias a la dureza y resistencia, importa una necesaria medida de capacidad plastica. Este es el caso, por ejemplo, en el sector de los agregados hidraulicos, cuyas zapatas deslizantes se realizan en parte por embuticion a presion de las correspondientes partes que forman la union. Particularmente en este sector de la construccion de maquinas hidraulicas, por ejemplo en el caso de maquinas con piston axial, cabe contar en futuros perfeccionamientos con crecientes presiones de trabajo que tienen como consecuencia mayores exigencias a las propiedades de resistencia de los materiales empleados.
En una forma de ejecucion especial, la aleacion conforme a la invencion puede contener:
28,0 a 36,0% de Zn,
0,5 a 1,5% de Si,
1,5 a 2,5% de Mn,
0,2 a 1,0% de Ni,
0,5 a 1,5% de Al,
0,1 a 1,0% de Fe.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Por las proporciones algo reducidas de los elementos silicio y mquel, la formacion de siliciuros mixtos de hierro- mquel-manganeso se puede orientar particularmente a una combinacion optimizada de las propiedades, especialmente en cuanto a la necesaria medida de ductilidad.
En otra ejecucion preferida, la aleacion conforme a la invencion puede contener:
28.0 a 36,0% de Zn,
1.0 a 2,3% de Si,
1.5 a 2,5% de Mn,
1.5 a 3,0% de Ni,
0,5 a 1,5% de Al,
0,1 a 1,0% de Fe.
En estos documentos anteriormente citados, generalmente se preve tambien un cierto contenido de plomo para una mejor capacidad de mecanizacion con arranque de viruta.
A partir del documento DE 10 2005 059 391 A1 se conoce una aleacion de cobre-cinc esencialmente exenta de plomo, que comprende 55 a 75% en peso de cobre, 0,1 a 8% en peso de aluminio, 0,3 a 3,5% en peso de hierro, 0,5 a 8% en peso de manganeso, 0,3 a 5% en peso de silicio, resto cinc, asf como impurezas inevitables. A eleccion, pueden estar contenidos, ademas, hasta 5% en peso de mquel, hasta 0,1% de plomo, hasta 3% en peso de estano, hasta 0,1% en peso de cobalto, hasta 0,05% en peso de titanio y hasta 0,02% de fosforo. Se describen las fases intermetalicas que se forman a partir de los elementos Mn, Fe y Si. No se explica con mayor detalle la composicion en fases de la matriz la cual, en virtud de de los intervalos de proporciones extremadamente amplios para los elementos Zn y Al puede estar constituida de manera muy diversa.
La invencion tiene por objeto poner a disposicion una aleacion de cobre-cinc con mejor capacidad de conformacion en frio, elevadas dureza y estabilidad termica.
La invencion se reproduce en relacion con la aleacion mediante las caractensticas de la reivindicacion 1, y en relacion con el procedimiento para la fabricacion de tubos o barras a partir de la aleacion mediante las caractensticas de las reivindicaciones 4 y 5, asf como del uso de la aleacion por la reivindicacion 7. Las otras reivindicaciones subordinadas reproducen configuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la invencion.
La invencion incluye en sf la doctrina tecnica de que una aleacion de cobre-cinc se compone de (en % en peso):
28.0 a 36,0% de Zn,
0,5 a 2,3% de Si,
1.5 a 2,5% de Mn,
0,2 a 3,0% de Ni,
0,5 a 1,5% de Al,
0,1 a 1,0% de Fe,
ademas, a eleccion hasta maximo 0,1% de Pb, ademas, a eleccion hasta maximo 0,2% de Sn, ademas, a eleccion hasta maximo 0,1% de P, ademas, a eleccion hasta 0,08% de S, el resto Cu e impurezas inevitables,
con siliciuros mixtos que contienen hierro-mquel-manganeso incluidos en la matriz.
La invencion parte de la consideracion de poner a disposicion una aleacion de cobre y cinc con siliciuros mixtos que contienen hierro-mquel-manganeso incluido, la cual se puede elaborar con ayuda del procedimiento de colada continua o semicontinua. Por la formacion de siliciuros mixtos la aleacion de cobre-cinc presenta en el sector de otra aplicacion en la tecnologfa de maquinas hidraulicas e instalaciones, en perfeccionamientos futuros hay que contar con una mayor solicitacion de los cojinetes de deslizamiento al ir incrementandose las presiones de funcionamiento. Junto a un incremento de la resistencia, esta forma de ejecucion garantiza la necesaria relacion Rp0,2/Rm en el
5
10
15
20
25
30
35
40
45
intervalo de 0,5 a 0,95. Esto es una importante premisa para la produccion de soportes para cojinetes mediante la union por presion de las partes del cojinete. Este perfeccionamiento de la aleacion de cobre-cinc garantiza una extraordinaria estabilidad frente el desgaste abrasivo y adhesivo.
Otro aspecto mas de la invencion se refiere a un procedimiento para la produccion de tubos o barras a partir de la aleacion de cobre-cinc conforme a la invencion, comprendiendo un ulterior desarrollo de la aleacion los siguientes pasos:
- prensado por extrusion en un intervalo de temperaturas de 600 a 800°C,
- al menos una conformacion en fno.
Estos tubos y barras pueden servir como material previo para la produccion con arranque de viruta de elementos de deslizamiento.
Otro aspecto alternativo de la invencion se refiere a un procedimiento para la produccion de tubos o barras a partir de la aleacion de cobre-cinc conforme a la invencion, comprendiendo un ulterior desarrollo de la aleacion los siguientes pasos:
- prensado por extrusion en un intervalo de temperaturas de 600 a 800°C,
- una combinacion de al menos una conformacion en fno con al menos un recocido en un intervalo de temperaturas de 250 a 700°C.
Mediante una combinacion de conformacion en fno por estirado y uno o varios recocidos intermedios de las barras y los tubos en el intervalo de temperaturas de 250 a 700°C es posible ajustar una fina distribucion de la estructura heterogenea.
De esta manera, se responde a la exigencia de una mejora de las complejas propiedades de funcionamiento de los materiales para cojinetes, puesto que en las maquinas, motores, engranajes y agregados modernos se llega a una solicitacion fuertemente creciente de los elementos de deslizamiento. Con esta forma de ejecucion especial de la aleacion de cobre-cinc se alcanza un incremento significativo de la resistencia a la traccion Rm, del lfmite elastico Rp0,2, asf como de la dureza del material. De igual manera, el alargamiento de rotura de la aleacion se desplaza a un nivel suficientemente elevado, con lo cual se ajustan las necesarias propiedades de tenacidad. Ademas, el contenido extraordinariamente elevado de fases duras, especialmente de los siliciuros mixtos que contienen hierro-mquel- manganeso, asf como la estructura heterogenea de fase a y fase p de la matriz, garantiza una compleja resistencia al desgaste, dirigida a un objetivo, de las piezas constructivas a partir de este material.
Ya es conocida la dependencia entre la cuantfa y distribucion de la proporcion de fase p y la estabilidad termica de la estructura. Aunque esta clase de cristal cubico centrado en el espacio asume una funcion irrenunciable de incremento de la resistencia en las aleaciones de cobre-cinc, el minimizar el contenido p no debena estar exclusivamente en primera lmea. Mediante la secuencia de produccion: prensado por extrusion / traccion / recocidos intermedios, la estructura de la aleacion de cobre-cinc se puede modificar en su distribucion de fases de tal modo que, junto a una elevada resistencia, presente ademas una suficiente estabilidad termica.
En una forma de ejecucion preferida, despues de la conformacion puede seguir al menos un recocido para la eliminacion de tensiones en un intervalo de temperaturas de 250 a 450°C.
En el transcurso de la produccion existe la necesidad de reducir la cuantfa de las tensiones internas con ayuda de uno o varios recocidos de eliminacion de tensiones. La reduccion de las tensiones internas es tambien significativa para la garantfa de una suficiente estabilidad termica de la estructura y para asegurar una suficiente rectitud de las barras y los tubos.
Ademas de esto, tal como se ha expuesto anteriormente, la aleacion de cobre-cinc conforme a la invencion se puede utilizar para los elementos de deslizamiento en motores de combustion, engranajes o agregados hidraulicos.
Otros ejemplos de ejecucion de la invencion se ilustran con mas detalle con ayuda de una tabla. Por fundicion en coquilla se prepararon pernos de fundicion de la aleacion de cobre-cinc conforme a la invencion. La composicion qrnmica de las coladas se indica en la tabla 1.
Tabla 1: Composicion qmmica de los pernos de fundicion (ejecucion A)
- N°
- Cu [%] Zn [%] Si [%] Mn [%] Ni [%] Sn [%] Al [%] Fe [%]
- Aleacion tipo 1
- 64,1 31,2 1,20 1,76 0,40 < 0,01 0,92 0,30
- Aleacion tipo 2
- 63,6 31,7 1,17 1,75 0,55 < 0,01 0,87 0,33
- Aleacion tipo 3
- 59,3 33,4 1,7 2,0 2,3 <0,01 0,9 0,5
Secuencia de produccion en la aleacion tipo 1 y tipo 2:
• prensado por extrusion de tubos a una temperatura de 700°C.
5 • combinacion de una conformacion en fno/recocidos intermedios (650°C/50-60 min) enderezar/recocidos
para la eliminacion de tensiones (300-350°C/3h)
Despues de la produccion continua las propiedades mecanicas de los tubos se encuentran al nivel representado en valores numericos en la tabla 2.
Tabla 2: Propiedades mecanicas de los tubos (aleacion tipo 1 y aleacion tipo 2)
- N°
- Contenido de p [%] Tamano de grano [pm] Rm[MPa] Rp0,2 [MPa] Rp0,2/Rm A5 [%] HB
- Aleacion tipo 1
- 5 5-10 715 656 0,92 12,0 222
- Aleacion tipo 2
- 5-10 10-15 660 577 0,87 13,2 207
10
Secuencia de produccion:
• laminado en caliente a temperatura de 750°C a escala de laboratorio
• combinacion de una conformacion en fno/recocidos intermedios para eliminacion de tensiones (300- 400°C/2-3h)
15 Despues de la produccion continua las propiedades mecanicas de los tubos se encuentran al nivel representado en valores numericos en la tabla 3.
Tabla 3: Propiedades mecanicas (aleacion tipo 3)
- N° Aleacion tipo 3
- Contenido de p [%] Tamano de grano [pm] Rm [MPa] Rp0,2 [MPa] Rp0,2/Rm A5 [%] HB
- Tratamiento 1 (300°C/2h)
- 30-40 10 674 399 0,59 7,3 222
- Tratamiento 2 (400°C/2h)
- 30-40 10 621 424 0,68 13,1 206
Claims (6)
- 510152025303540REIVINDICACIONES1. Aleacion de cobre-cinc compuesta por (en % en peso):28,0 a 36,0% de Zn,0,5 a 1,5% de Si,1,5 a 2,5% de Mn,0,2 a 1,0% de Ni,0,5 a 1,5% de Al,0,1 a 1,0% de Fe,ademas, a eleccion hasta maximo 0,1% de Pb, ademas, a eleccion hasta maximo 0,1% de P, ademas, a eleccion hasta 0,08% de S, el resto Cu e impurezas inevitables, caracterizada- por que en la matriz estan incluidos siliciuros mixtos que contienen hierro-mquel-manganeso, con lo cual la aleacion de cobre-cinc presenta una elevada proporcion de fase dura que coopera en una mejora de la resistencia del material frente al desgaste abrasivo y condiciona una mejor estabilidad frente al desgaste abrasivo,- por que tras una elaboracion ulterior que contiene al menos una conformacion en caliente o bien una conformacion en fno y etapas de calcinacion adicionales, la estructura se compone de inclusiones de fase p, la cual asume una funcion incrementadora de la resistencia irrenunciable en la aleacion de cobre-cinc, de hasta 45% en vol. de siliciuros mixtos que contienen hierro-mquel-manganeso como fases duras de hasta 20% en vol. en una matriz a,- por que con las inclusiones p y las fases duras de diferente distribucion de tamano en una matriz a se garantiza una ventajosa estabilidad termica de la estructura con suficientes propiedades de tenacidad, asf como una compleja resistencia a la abrasion correspondiente a la finalidad,- por que en la estructura los siliciuros mixtos que contienen hierro-mquel-manganeso se presentan en forma de barritas, asf como en la matriz estan contenidos siliciuros mixtos ricos en hierro y mquel con forma globular, finamente distribuidos que determinan una estabilizacion de la fase p y, con ello, proporcionan, una importante colaboracion para el aumento de la estabilidad termica y de la compleja resistencia a la abrasion.
- 2. Aleacion de cobre-cinc segun la reivindicacion 1, caracterizada por que en estado de colada la estructura se presenta con un contenido en fase p de hasta 50% en vol.
- 3. Procedimiento para la produccion de tubos o barras a partir de una aleacion de cobre-cinc segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que un ulterior desarrollo de la aleacion comprende los siguientes pasos:- prensado por extrusion en un intervalo de temperaturas de 600 a 800°C,- al menos una conformacion en fno.
- 4. Procedimiento para la produccion de tubos o barras a partir de una aleacion de cobre-cinc segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que un ulterior desarrollo de la aleacion comprende los siguientes pasos:- prensado por extrusion en un intervalo de temperaturas de 600 a 800°C,- una combinacion de al menos una conformacion en fno con al menos un recocido en un intervalo de temperaturas de 250 a 700°C.
- 5. Procedimiento para la produccion de tubos o barras a partir de una aleacion de cobre-cinc segun la reivindicacion 3 o 4, caracterizado por que despues de la conformacion se une al menos un recocido para la eliminacion de tensiones en un intervalo de temperaturas de 250 a 450°C.
- 6. Uso de una aleacion de cobre-cinc segun una de las reivindicaciones 1 o 2, para elementos de deslizamiento en motores de combustion, engranajes o agregados hidraulicos.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102007029991 | 2007-06-28 | ||
| DE102007029991A DE102007029991B4 (de) | 2007-06-28 | 2007-06-28 | Kupfer-Zink-Legierung, Verfahren zur Herstellung und Verwendung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2645466T3 true ES2645466T3 (es) | 2017-12-05 |
Family
ID=39790443
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES08010860.8T Active ES2527296T3 (es) | 2007-06-28 | 2008-06-14 | Aleación de cobre y cinc, procedimiento de producción y uso |
| ES14002857.2T Active ES2645466T3 (es) | 2007-06-28 | 2008-06-14 | Aleación de cobre y cinc, procedimiento de producción y uso |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES08010860.8T Active ES2527296T3 (es) | 2007-06-28 | 2008-06-14 | Aleación de cobre y cinc, procedimiento de producción y uso |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP2806044B1 (es) |
| JP (1) | JP5684448B2 (es) |
| CA (1) | CA2635470C (es) |
| ES (2) | ES2527296T3 (es) |
| PL (2) | PL2009122T3 (es) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5253440B2 (ja) * | 2010-03-01 | 2013-07-31 | 大同メタル工業株式会社 | 内燃機関用過給機のすべり軸受 |
| JP5312510B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2013-10-09 | 大同メタル工業株式会社 | 内燃機関用過給機のスラスト軸受 |
| MX337957B (es) * | 2011-11-04 | 2016-03-29 | Mitsubishi Shindo Kk | Pieza de aleacion de cobre forjada en caliente. |
| JP6023557B2 (ja) * | 2012-11-09 | 2016-11-09 | 大豊工業株式会社 | 銅合金 |
| DE102013008822A1 (de) * | 2013-05-24 | 2014-11-27 | Wieland-Werke Ag | Mine für Kugelschreiber und Verwendung |
| KR101820036B1 (ko) | 2014-02-04 | 2018-01-18 | 오토 푹스 카게 | 윤활제-상용성 구리 합금 |
| DE102014106933A1 (de) | 2014-05-16 | 2015-11-19 | Otto Fuchs Kg | Sondermessinglegierung und Legierungsprodukt |
| DE102014014239B4 (de) * | 2014-09-25 | 2024-04-11 | Wieland-Werke Ag | Elektrisches Verbindungselement |
| DE102015003687B4 (de) * | 2015-03-24 | 2025-06-26 | Diehl Brass Solutions Stiftung & Co. Kg | Lagerbuchse für ein Gleitlager aus einer Kupfer-Zink-Legierung |
| DE102015004221A1 (de) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Wieland-Werke Ag | Kupfer-Zink-Legierung, bandförmiger Werkstoff daraus, Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs aus einer Kupfer-Zink-Legierung und Gleitelemente aus einer Kupfer-Zink-Legierung |
| WO2017156721A1 (zh) * | 2016-03-16 | 2017-09-21 | 湖南特力新材料有限公司 | 一种超高强自润滑铜合金及其制备方法 |
| DE202016102693U1 (de) | 2016-05-20 | 2017-08-29 | Otto Fuchs - Kommanditgesellschaft - | Sondermessinglegierung sowie Sondermessinglegierungsprodukt |
| DE202016102696U1 (de) | 2016-05-20 | 2017-08-29 | Otto Fuchs - Kommanditgesellschaft - | Sondermessinglegierung sowie Sondermessinglegierungsprodukt |
| DE202020101700U1 (de) * | 2020-03-30 | 2021-07-01 | Otto Fuchs - Kommanditgesellschaft - | Pb-freie Cu-Zn-Legierung |
| KR102666985B1 (ko) * | 2020-12-29 | 2024-05-21 | 주식회사 대창 | 절삭성이 향상된 저실리콘 동합금 |
| US11649527B2 (en) * | 2021-01-19 | 2023-05-16 | Robert Bosch Gmbh | Metal alloys for hydraulic applications |
| CN115233031B (zh) * | 2021-09-07 | 2022-12-30 | 大连理工大学 | 一种高性能铜合金及其制备方法 |
| DE102022122830A1 (de) | 2022-09-08 | 2024-03-14 | Diehl Brass Solutions Stiftung & Co. Kg | Bleifreie Messinglegierung und daraus hergestelltes Lagerbauteil |
| DE102022122831A1 (de) | 2022-09-08 | 2024-03-14 | Diehl Brass Solutions Stiftung & Co. Kg | Bleifreie Messinglegierung und daraus hergestelltes Maschinenelement |
| CN115927888A (zh) * | 2022-10-14 | 2023-04-07 | 安阳工学院 | 一种通过电脉冲处理提高硅黄铜硬度的方法 |
| CN115747790B (zh) * | 2022-11-14 | 2025-01-10 | 郑州航空港区速达工业机械服务有限公司 | 一种利用合金熔覆再制造技术修复立柱缸体表面缺陷的方法 |
| DE102024128992A1 (de) | 2024-10-08 | 2026-04-09 | Hansgrohe Se | Legierungen mit verringerter Neigung zur Lunkerbildung zum Einsatz in wasserführenden Bauteilen |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1194592B (de) | 1960-06-30 | 1965-06-10 | Ver Deutsche Metallwerke Ag | Verfahren zur Herstellung von Halbzeugen oder Halbfabrikaten aus Sondermessing wie z. B. Synchronisierungsringen, die sich durch einen gleichmaessigen Reibungsbeiwert und gute Bearbeitung auszeichnen |
| DE1558817B2 (de) | 1966-09-14 | 1975-02-27 | Vereinigte Deutsche Metallwerke Ag, 6000 Frankfurt | Verwendung einer Kupferlegierung |
| US3773504A (en) | 1970-12-28 | 1973-11-20 | I Niimi | Copper base alloy having wear resistance at high temperatures |
| DE2919478A1 (de) | 1979-05-15 | 1980-11-27 | Diehl Gmbh & Co | Kupfer-zink-legierung und ihre verwendung |
| JPS56127741A (en) * | 1980-03-06 | 1981-10-06 | Honda Motor Co Ltd | Abrasion resistant copper alloy |
| JPS5952944B2 (ja) | 1980-10-30 | 1984-12-22 | 三菱マテリアル株式会社 | 強靭性および耐摩耗性を有するMn−Si系金属間化合物分散型高力黄銅 |
| JPS61190034A (ja) * | 1985-02-18 | 1986-08-23 | Hitachi Ltd | 分光反射率可変合金及び記録材料 |
| JPS62274036A (ja) * | 1986-05-23 | 1987-11-28 | Nippon Mining Co Ltd | 耐磨耗性及び耐食性に優れた銅合金 |
| JP2606335B2 (ja) * | 1988-11-11 | 1997-04-30 | 三菱マテリアル株式会社 | 耐摩耗性のすぐれた高強度高靭性Cu基焼結合金 |
| JPH07166279A (ja) | 1993-12-09 | 1995-06-27 | Kobe Steel Ltd | 耐食性、打抜き加工性及び切削性が優れた銅基合金及びその製造方法 |
| JPH09143598A (ja) * | 1995-11-22 | 1997-06-03 | Chuetsu Gokin Chuko Kk | 加熱装置用黄銅合金材料 |
| JP3956322B2 (ja) | 1996-05-30 | 2007-08-08 | 中越合金鋳工株式会社 | ワンウェイクラッチ用エンドベアリング及びその他の摺動部品 |
| JP4123459B2 (ja) * | 2000-06-12 | 2008-07-23 | 三菱マテリアル株式会社 | チャンファー部がすぐれた疲労強度を有する銅合金製熱間型鍛造シンクロナイザーリング |
| DE102004058318B4 (de) | 2004-12-02 | 2006-09-28 | Diehl Metall Stiftung & Co.Kg | Verwendung einer Kupfer-Zink-Legierung |
| DE102005015467C5 (de) | 2005-04-04 | 2024-02-29 | Diehl Brass Solutions Stiftung & Co. Kg | Verwendung einer Kupfer-Zink-Legierung |
| DE102005017574A1 (de) * | 2005-04-16 | 2006-10-26 | Diehl Metall Stiftung & Co.Kg | Kupfer-Zink-Legierung und Verwendung einer solchen Legierung |
| DE102005059391A1 (de) | 2005-12-13 | 2007-06-14 | Diehl Metall Stiftung & Co.Kg | Kupfer-Zink-Legierung sowie daraus hergestellter Synchronring |
-
2008
- 2008-06-14 EP EP14002857.2A patent/EP2806044B1/de active Active
- 2008-06-14 ES ES08010860.8T patent/ES2527296T3/es active Active
- 2008-06-14 EP EP08010860.8A patent/EP2009122B1/de active Active
- 2008-06-14 ES ES14002857.2T patent/ES2645466T3/es active Active
- 2008-06-14 PL PL08010860T patent/PL2009122T3/pl unknown
- 2008-06-14 PL PL14002857T patent/PL2806044T3/pl unknown
- 2008-06-20 CA CA2635470A patent/CA2635470C/en active Active
- 2008-06-24 JP JP2008164098A patent/JP5684448B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2527296T3 (es) | 2015-01-22 |
| PL2009122T3 (pl) | 2015-03-31 |
| EP2806044B1 (de) | 2017-09-13 |
| CA2635470C (en) | 2017-03-28 |
| EP2806044A3 (de) | 2015-02-18 |
| EP2009122B1 (de) | 2014-10-08 |
| EP2806044A2 (de) | 2014-11-26 |
| PL2806044T3 (pl) | 2018-03-30 |
| JP2009007673A (ja) | 2009-01-15 |
| JP5684448B2 (ja) | 2015-03-11 |
| CA2635470A1 (en) | 2008-12-28 |
| EP2009122A1 (de) | 2008-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2645466T3 (es) | Aleación de cobre y cinc, procedimiento de producción y uso | |
| US20090022620A1 (en) | Copper-zinc alloy, production method and use | |
| JP5442961B2 (ja) | 耐熱性アルミニウム合金 | |
| EP1736561B1 (en) | Aluminum alloy casting material for heat treatment excelling in heat conduction and process for producing the same | |
| CN103667788B (zh) | 一种钛合金及热处理工艺 | |
| ES2596512T3 (es) | Aleación de bronce de aluminio, procedimiento de producción y producto de bronce de aluminio | |
| CN104046868B (zh) | 一种无稀土低成本高强度导热镁合金及其制备方法 | |
| KR101276665B1 (ko) | 고온열처리 가능한 가공용 마그네슘 합금 | |
| KR20120139801A (ko) | 알루미늄 합금 단조 부재의 제조 방법 | |
| CN103882273B (zh) | 一种Mg-Mn变形镁合金及其制备方法 | |
| CN102618757A (zh) | 一种耐热镁合金 | |
| CN108118225A (zh) | 一种低成本高压缩强度变形镁合金及其制备方法 | |
| CN110106393A (zh) | 一种高锰耐磨铝青铜合金及其制备方法 | |
| CN110129629A (zh) | 耐热铸造Al-Si-Ni-Cu铝合金及重力铸造制备 | |
| CN102994835A (zh) | 一种耐热镁合金 | |
| JP2007522348A (ja) | アルミニウム合金系の材料、その製造方法並びにその使用 | |
| CN106148785A (zh) | 一种室温高延展性变形镁合金及其制备方法 | |
| CN105229187A (zh) | 无铝的镁合金 | |
| CN114717456A (zh) | 一种高温可溶铝合金、制备方法及用途 | |
| CN103789569B (zh) | 轴承保持架材料及其制造方法 | |
| JP7319447B1 (ja) | アルミニウム合金材、及びその製造方法 | |
| CN104451280A (zh) | 一种耐磨铝合金 | |
| KR20120097748A (ko) | 고전기전도도 및 고강도 Cu-Cr-Mg-P-Zr 합금 및 그 제조방법 | |
| JP2005281742A (ja) | アルミニウム合金、該アルミニウム合金からなる流体機器のスクロール部およびその製造方法。 | |
| CN100439534C (zh) | 一种高强韧性铸造镁合金 |