ES2675143T3 - Copper alloy containing iron and phosphorus - Google Patents

Copper alloy containing iron and phosphorus Download PDF

Info

Publication number
ES2675143T3
ES2675143T3 ES14809274.5T ES14809274T ES2675143T3 ES 2675143 T3 ES2675143 T3 ES 2675143T3 ES 14809274 T ES14809274 T ES 14809274T ES 2675143 T3 ES2675143 T3 ES 2675143T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
copper alloy
copper
chip
maximum
phosphorus
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
Application number
ES14809274.5T
Other languages
Spanish (es)
Inventor
Hark Schulze
Dirk Rode
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cunova GmbH
Original Assignee
KME Germany GmbH and Co KG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KME Germany GmbH and Co KG filed Critical KME Germany GmbH and Co KG
Application granted granted Critical
Publication of ES2675143T3 publication Critical patent/ES2675143T3/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/04Alloys based on copper with zinc as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Contacts (AREA)

Abstract

Aleación de cobre, con proporciones en % en peso de: Hierro (Fe) 0,07 - 4,00 Fósforo (P) 0,015 - 0,50 Azufre (S) 0,10 - 0,80 en donde la aleación está exenta de berilio (Be) y plomo (Pb), y arbitrariamente contiene: Aluminio (Al) máximo 0,50 Cromo (Cr) máximo 0,50 Magnesio (Mg) máximo 0,50 Circonio (Zr) máximo 0,50 Cinc (Zn) máximo 2,50 Estaño (Sn) máximo 2,50 Boro (B) máximo 0,50 Plata (Ag) máximo 0,50 Manganeso (Mn) 0,01 - 0,80 Teluro (Te) 0,10 - 1,00 el resto cobre (Cu) e impurezas condicionadas por la fusión.Copper alloy, with proportions in% by weight of: Iron (Fe) 0.07-4.00 Phosphorus (P) 0.015-0.50 Sulfur (S) 0.10-0.80 where the alloy is free of beryllium (Be) and lead (Pb), and arbitrarily contains: Aluminum (Al) maximum 0.50 Chromium (Cr) maximum 0.50 Magnesium (Mg) maximum 0.50 Zirconium (Zr) maximum 0.50 Zinc (Zn) maximum 2.50 Tin (Sn) maximum 2.50 Boron (B) maximum 0.50 Silver (Ag) maximum 0.50 Manganese (Mn) 0.01 - 0.80 Teluro (Te) 0.10 - 1.00 the rest copper (Cu) and impurities conditioned by the fusion.

Description

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

DESCRIPCIONDESCRIPTION

Aleación de cobre que contiene hierro y fósforoCopper alloy containing iron and phosphorus

La invención se refriere a una aleación de cobre con las características del concepto principal de la reivindicación 1, así como a la utilización de dicha aleación conforme a las características de la reivindicación 7 o 8.The invention relates to a copper alloy with the characteristics of the main concept of claim 1, as well as to the use of said alloy according to the characteristics of claim 7 or 8.

El cobre como metal de por sí blando es apreciado particularmente en base a su buena capacidad de aleación. Aleaciones de cobre con, por ejemplo, características de resistencia mejoradas se emplean también allí donde se pidan elevadas exigencias de conductividad eléctrica y/o térmica, así como de resistencia a la corrosión. Por lo tanto, hay que satisfacer en general varias exigencias a la vez.Copper as a soft metal is particularly appreciated based on its good alloy capacity. Copper alloys with, for example, improved strength characteristics are also used where high demands for electrical and / or thermal conductivity, as well as corrosion resistance are requested. Therefore, several requirements must be met in general at the same time.

Como el cobre con excepción de la plata tiene la menor resistencia eléctrica de todos los metales conocidos, las aleaciones de cobre, ya sólo por la abundancia del cobre y las ventajas de precio que ello lleva consigo, son preferidas frente a la plata y se utilizan para piezas constructivas de contacto.As copper with the exception of silver has the lowest electrical resistance of all known metals, copper alloys, and only because of the abundance of copper and the price advantages that this entails, are preferred over silver and used for constructive contact parts.

Como piezas constructivas de contacto figuran, por ejemplo, elementos de unión mecánicamente conectables entre sí, así como separables, así como uniones por aplastamiento.Constructive contact parts include, for example, mechanically connectable connecting elements, as well as separable ones, as well as crush joints.

Aleaciones de cobre como, por ejemplo, CuFe0,1P (C19210) y CuFe2P (C19400) se utilizan preferentemente para contactos de enchufe, ya que poseen un elevado endurecimiento de la solución sólida y una media resistencia a la relajación. Frente a esto las aleaciones de cobre antes mencionadas presentan una mala maquinabilidad, de tal modo que no son adecuadas o solo lo son malamente para la fabricación por mecanización con arranque de viruta de piezas constructivas de contacto.Copper alloys such as CuFe0,1P (C19210) and CuFe2P (C19400) are preferably used for plug contacts, since they have a high hardening of the solid solution and a medium resistance to relaxation. Faced with this, the aforementioned copper alloys have poor machinability, so that they are not suitable or only badly for manufacturing by machining with chip removal of construction contact parts.

En comparación con esto, una buena maquinabilidad se consigue utilizando aleaciones de cobre conocidas, como CuSP, CuTeP o CuSMn. Puesto que en este caso se trata de aleaciones que no endurecen por precipitación con muy bajo endurecimiento de la solución sólida, estas poseen tan solo una baja resistencia a la relajación.Compared to this, good machinability is achieved using known copper alloys, such as CuSP, CuTeP or CuSMn. Since in this case they are alloys that do not harden by precipitation with very low hardening of the solid solution, they have only a low resistance to relaxation.

Las aleaciones utilizadas en el estado actual de la técnica en ocasiones contienen, además, componentes de plomo (Pb) o de berilio (Be), con lo que estas aleaciones de cobre, ya a causa de la conocida toxicidad de estos elementos de aleación, no se pueden usar sin preocupación para todas las aplicaciones.Alloys used in the current state of the art sometimes contain, in addition, lead (Pb) or beryllium (Be) components, with which these copper alloys, already because of the known toxicity of these alloy elements, They cannot be used without worry for all applications.

Para el estado actual de la técnica hay que referirse aún a los siguientes documentos: JOON HWAN CHOI: “Aging behavior and precipitate analysis of copperich Cu-Fe-Mn-P alloy”, MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A, Tomo 550, 1 julio 2012 (2012-07-01), páginas 183-190, IISN: 0921-5093, DOI: 10.1016/j.msea.2012.04.055 y S RAMESH ET AL: “Corrosion inhibition of copper by new triazole phosphonate derivatives” APPLIED SURFACE SCIENCE; Tomo 229, N°. 1-4, 1. mayo 2004 (2004-05-01), páginas 214-225, ISSN: 0169-4332, DOI: 10.1016/j.apsusc.2004.01.063.For the current state of the art, the following documents must still be referred to: JOON HWAN CHOI: “Aging behavior and precipitate analysis of copperich Cu-Fe-Mn-P alloy”, MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING A, Volume 550, July 1, 2012 (2012-07-01), pages 183-190, IISN: 0921-5093, DOI: 10.1016 / j.msea.2012.04.055 and S RAMESH ET AL: “Corrosion inhibition of copper by new triazole phosphonate derivatives” APPLIED SURFACE SCIENCE ; Volume 229, No. 1-4, May 1, 2004 (2004-05-01), pages 214-225, ISSN: 0169-4332, DOI: 10.1016 / j.apsusc.2004.01.063.

En la publicación mencionada en primer lugar se da a conocer una aleación de cobre-Cu que contiene 0,68% Fe yIn the publication mentioned first, a copper-Cu alloy containing 0.68% Fe and

O, 38% Mn, 0,20% P y resto cobre. En la segunda publicación se describe una aleación de Cu, que contiene 0,021%Or, 38% Mn, 0.20% P and copper rest. The second publication describes a Cu alloy, which contains 0.021%

P, 0,07% Fe, 0,0045% Ni, 1,59% Zn, 0,006% Cr, 0,003% As, 0,06% S y resto cobre.P, 0.07% Fe, 0.0045% Ni, 1.59% Zn, 0.006% Cr, 0.003% As, 0.06% S and copper remainder.

Ante este panorama la composición de las aleaciones de cobre, así como su utilización aún ofrece espacio para mejoras en lo que respecta a las correspondientes propiedades del material.Against this background, the composition of copper alloys, as well as their use, still offers room for improvements in regard to the corresponding material properties.

La invención tiene por objeto poner a disposición una aleación de cobre resistente a la relajación, así como adecuada para mecanizar por arranque de viruta, que esté exenta de los elementos de aleación berilio y plomo. Además, se debe resaltar el empleo de tal aleación de cobre resistente a la relajación y adecuada para mecanizar por arranque de viruta, así como exenta de plomo y berilio, para semiproductos acabables sin mecanizado con arranque de viruta y para productos que se pueden acabar a partir de ellos por mecanización con arranque de viruta.The object of the invention is to provide a copper alloy that is resistant to relaxation, as well as suitable for machining by chip removal, which is exempt from the beryllium and lead alloy elements. In addition, the use of such a relaxation resistant copper alloy suitable for machining by chip removal, as well as lead and beryllium free, for finished semi-finished products without machining with chip removal and for products that can be finished from them by machining with chip removal.

Según la invención la solución de este objetivo consiste en una aleación de cobre con las características de la reivindicación 1, así como en su utilización con las características conforme a la reivindicación 7 u 8.According to the invention, the solution of this objective consists of a copper alloy with the characteristics of claim 1, as well as its use with the characteristics according to claim 7 or 8.

Mientras que en lo que sigue no se diga lo contrario, todos los datos de los elementos de aleación se entienden en tantos por cien en peso.While the opposite is not stated in the following, all the data of the alloy elements is understood as a percentage by weight.

Se propone una aleación de cobre con proporciones en % en peso de Hierro (Fe) 0,07 -4,00A copper alloy with proportions in% by weight of Iron (Fe) 0.07 -4.00 is proposed

Fósforo (P) 0,015 -0,50Phosphorus (P) 0.015-0.50

Azufre (S) 0,10 -0,80Sulfur (S) 0.10-0.80

Para conseguir la maquinabilidad requerida, para la formación de fases rompedoras de la viruta puede contener, además, al menos un elemento del grupo siguiente:In order to achieve the required machinability, for the formation of chip breaker phases it may also contain at least one element of the following group:

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

Manganeso (Mn) 0,01 - 0,80Manganese (Mn) 0.01-0.80

Teluro (Te) 0,10 -1,00Teluro (Te) 0.10 -1.00

La aleación está exenta de berilio (Be) y plomo (Pb) para evitar propiedades tóxicas.The alloy is free of beryllium (Be) and lead (Pb) to avoid toxic properties.

Según la base utilizada para la aleación de cobre, esta puede contener manganeso (Mn) o teluro (Te), solos o en combinación, en los límites dados.Depending on the base used for the copper alloy, it may contain manganese (Mn) or tellurium (Te), alone or in combination, within the limits given.

A elección, para mejorar las propiedades requeridas en cada caso, la aleación de cobre contiene:At choice, to improve the properties required in each case, the copper alloy contains:

Aluminio (Al)  Aluminum (Al)
max. 0 ,50  max. 0, 50

Cromo (Cr)  Chrome (Cr)
max. 0 ,50  max. 0, 50

Magnesio (Mg)  Magnesium (Mg)
max. 0 ,50  max. 0, 50

Circonio (Zr)  Zirconium (Zr)
max. 0 ,50  max. 0, 50

Zinc (Zn)  Zinc (Zn)
max. 2 ,50  max. 2, 50

Estaño (Sn)  Tin (Sn)
max. 2 ,50  max. 2, 50

Boro (B)  Boron (B)
max. 0 ,50  max. 0, 50

Plata (Ag)  Silver (Ag)
max. 0 ,50  max. 0, 50

En el caso del grupo antes mencionado se trata de elementos de aleación optativos. En el caso de ser necesarios, pueden estar contenidos aisladamente o en combinación en los límites dados.In the case of the aforementioned group, these are optional alloy elements. If necessary, they may be contained in isolation or in combination within the limits given.

La aleación contiene como resto cobre (Cu) y puede llevar las habituales impurezas condicionadas por la fusión.The alloy contains copper (Cu) as the remainder and can carry the usual impurities conditioned by melting.

La aleación de cobre conforme a la invención reúne una buena maquinabilidad, así como alta resistencia a la relajación. En particular en relación al plomo (Pb) se encontró que por adición de máximo 0,1% no mejora la maquinabilidad. En el caso de la adición de plomo, más bien es superior el riesgo de grietas en caliente por acumulación de plomo fundido en los bordes de grano de los cristales. Esto se debe mencionar, puesto que en el caso de materiales en base cobre conocidos en el estado actual de la técnica, la mejora de la maquinabilidad se atribuye en general a la adición de plomo (Pb) en forma de metal.The copper alloy according to the invention combines good machinability, as well as high resistance to relaxation. In particular in relation to lead (Pb) it was found that by adding a maximum of 0.1%, the machinability does not improve. In the case of the addition of lead, the risk of hot cracks due to accumulation of molten lead on the grain edges of the crystals is higher. This should be mentioned, since in the case of copper-based materials known in the current state of the art, the improvement in machinability is generally attributed to the addition of lead (Pb) in the form of metal.

El fósforo (P) forma con el hierro (Fe) segregaciones de fosfuro de hierro. El hierro (Fe) sirve en general para elevar la resistencia a la corrosión de la aleación de cobre.Phosphorus (P) forms with iron (Fe) segregations of iron phosphide. Iron (Fe) generally serves to increase the corrosion resistance of the copper alloy.

Con la adición de azufre y opcionalmente manganeso (Mn) y/o teluro (Te) en los límites dados se provoca en la aleación conforme a la invención, que la maquinabilidad mejore también sin la adición de plomo (Pb), formando fases rompedoras de viruta.With the addition of sulfur and optionally manganese (Mn) and / or tellurium (Te) within the limits given, it is caused in the alloy according to the invention, that the machinability also improves without the addition of lead (Pb), forming breaker phases of chip

El manganeso (Mn) actúa mejorando la resistencia y sirve como agente desoxidante dentro de la aleación de cobre. Además de esto, por medio del manganeso (Mn) se puede afinar el grano de la aleación de cobre.Manganese (Mn) acts to improve resistance and serves as a deoxidizing agent within the copper alloy. In addition to this, by means of manganese (Mn) the grain of the copper alloy can be refined.

El azufre (S) mejora la maquinabilidad del material de cobre. Con el manganeso (Mn) se impide o disminuye la formación de fases del azufre con otros elementos de aleación.Sulfur (S) improves the machinability of the copper material. With manganese (Mn) the formation of sulfur phases with other alloy elements is prevented or decreased.

Junto con la maquinabilidad, así como con la resistencia a la relajación mejoradas la aleación de cobre conforme a la invención posee una buena conductividad eléctrica que, según la composición investigada, llega hasta 52 MS/m para CuFe0,02PS.Together with the machinability, as well as with the improved resistance to relaxation, the copper alloy according to the invention has a good electrical conductivity which, according to the composition investigated, reaches up to 52 MS / m for CuFe 0.02PS.

Otros desarrollos ventajosos de la idea de la invención son objeto de las reivindicaciones dependientes 2 a 6.Other advantageous developments of the idea of the invention are the subject of dependent claims 2 to 6.

Según esto, de los componentes de aleación del grupo precedente, en lo que respecta al cinc (Zn) y al estaño (Sn), siempre que se añadan como componentes de la aleación pueden estar contenidos en un intervalo de respectivamente 0,01 -2,50% en peso.Accordingly, of the alloy components of the preceding group, as regards zinc (Zn) and tin (Sn), provided that they are added as alloy components they can be contained in a range of respectively 0.01 -2 , 50% by weight.

Además de esto, porciones de aluminio (Al), boro (B), cromo (Cr), magnesio (Mg), plata (Ag) y circonio (Zr) pueden estar presentes en proporciones de respectivamente 0,01% - 0,5% en pesoIn addition to this, portions of aluminum (Al), boron (B), chromium (Cr), magnesium (Mg), silver (Ag) and zirconium (Zr) may be present in proportions of respectively 0.01% -0.5 % in weigh

Fósforo (P) y boro (B) tienen la propiedad de actuar contra la enfermedad del hidrógeno. Por la adición de fósforo (P) y eventualmente de boro (B) el oxígeno disuelto en la solución sólida de cobre queda unido a estos elementos de aleación. En el caso de captar hidrógeno, en el material no se puede formar vapor de agua que afloja la consistencia de la estructura. Fósforo (P) y boro (B) funcionan como agentes desoxidantes.Phosphorus (P) and boron (B) have the property of acting against hydrogen disease. By the addition of phosphorus (P) and possibly boron (B), the oxygen dissolved in the solid copper solution is attached to these alloy elements. In the case of capturing hydrogen, water vapor cannot form in the material that loosens the consistency of the structure. Phosphorus (P) and boron (B) function as deoxidizing agents.

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

Por otra parte, la adición de fósforo (P) evita la oxidación de algunos elementos de aleación. Además de ello, por la adición de fósforo (P) también se pueden mejorar las propiedades de fluidez de la aleación de cobre en la colada.On the other hand, the addition of phosphorus (P) prevents the oxidation of some alloy elements. In addition, by adding phosphorus (P), the flow properties of the copper alloy in the laundry can also be improved.

Por la adición de aluminio (Al) conforme a la invención se puede elevar la dureza del material de cobre y su límite elástico sin disminución de la tenacidad. En el caso del aluminio (Al), se trata de un elemento de aleación por medio del cual se puede mejorar la resistencia mecánica, así como la maquinabilidad y la resistencia al desgaste de la aleación de cobre a altas temperaturas. Por otra parte, esto tiene también validez para la mejora de la resistencia a la oxidación de la aleación de cobre.By adding aluminum (Al) according to the invention, the hardness of the copper material and its elastic limit can be increased without a decrease in toughness. In the case of aluminum (Al), it is an alloy element by means of which mechanical strength can be improved, as well as the machinability and wear resistance of the copper alloy at high temperatures. On the other hand, this is also valid for the improvement of the oxidation resistance of the copper alloy.

La adición de cromo (Cr) y magnesio (Mg) sirve igualmente para mejorar la resistencia a la oxidación de la aleación de cobre a altas temperaturas. En relación con esto se observan resultados particularmente buenos, cuando cromo (Cr) y magnesio (Mg) se añaden, además, como aleación en combinación con aluminio (Al). De esta forma se puede conseguir un ventajoso efecto sinérgico de estos componentes.The addition of chromium (Cr) and magnesium (Mg) also serves to improve the oxidation resistance of the copper alloy at high temperatures. In this regard, particularly good results are observed, when chromium (Cr) and magnesium (Mg) are also added as an alloy in combination with aluminum (Al). In this way an advantageous synergistic effect of these components can be achieved.

Circonio (Zr) puede mejorar la capacidad de conformación en caliente del material de cobre conforme a la invención.Zirconium (Zr) can improve the hot forming capacity of the copper material according to the invention.

En particular en el caso de un al menos parcial estañado de la aleación de cobre se propone añadir como aleación una proporción de cinc (Zn) en un intervalo de 0,01 - 2,50%. El cinc (Zn) mejora la adherencia del estañado, respectivamente mejora la estabilidad frente a la tendencia de los estañados a desprenderse (peeling off).In particular, in the case of at least partial tinning of the copper alloy, it is proposed to add as a alloy a proportion of zinc (Zn) in a range of 0.01-2.50%. Zinc (Zn) improves the adhesion of tin plating, respectively it improves stability against the tendency of tin plating to peel off.

Además, por el estaño (Sn) se puede aumentar el endurecimiento de la solución sólida de la aleación de cobre conforme a la invención.Furthermore, by hardening (Sn) the hardening of the solid solution of the copper alloy according to the invention can be increased.

Azufre (S) y teluro (Te) como rompedores de viruta se pueden combinar preferentemente con manganeso (Mn). Azufre y manganeso forman sulfuros de manganeso, los cuales aumentan la maquinabilidad en comparación con los sulfuros de cobre.Sulfur (S) and tellurium (Te) as chip breakers can preferably be combined with manganese (Mn). Sulfur and manganese form manganese sulphides, which increase the machinability compared to copper sulphides.

A continuación, se indican composiciones particularmente preferidas en relación con los elementos de aleación fósforo (P), azufre (S), manganeso (Mn) y teluro (Te), pudiendo estar contenidos, además, en la aleación de cobre los demás elementos de aleación indicados en la reivindicación 1. El resto está formado por cobre e impurezas condicionadas por la fusión:In the following, particularly preferred compositions are indicated in relation to the phosphorus (P), sulfur (S), manganese (Mn) and tellurium (Te) alloy elements, and the other copper elements may also be contained in the copper alloy alloy indicated in claim 1. The remainder consists of copper and impurities conditioned by the fusion:

A)TO)

B)B)

C)C)

Hierro (Fe)  Iron (faith)
0,07 -3,50  0.07-3.50

Fósforo (P)  Phosphorus (P)
0,015 -0,40  0.015 -0.40

Azufre (S)  Sulfur (S)
0,15 -0,70  0.15 -0.70

del siguiente grupo:  from the following group:

Manganeso (Mn)  Manganese (Mn)
0,03 -0,75  0.03 -0.75

Teluro (Te)  Teluro (Te)
0,05 -0,90  0.05 -0.90

Hierro (Fe)  Iron (faith)
0,20-3,20  0.20-3.20

Fósforo (P)  Phosphorus (P)
0,017 -0,30  0.017 -0.30

Azufre (S)  Sulfur (S)
0,20 -0,62  0.20 -0.62

del grupo siguiente:  from the following group:

Manganeso (Mn)  Manganese (Mn)
0,05 -0,70  0.05-0.70

Teluro (Te)  Teluro (Te)
0,20 -0,80  0.20 -0.80

Hierro (Fe)  Iron (faith)
0,40 -3,00  0.40 -3.00

Fósforo (P)  Phosphorus (P)
0,022 -0,20  0.022-0.20

Azufre (S)  Sulfur (S)
0,25 -0,57  0.25 -0.57

y al menos un elemento del siguiente grupo:and at least one element of the following group:

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

D)  D)
Manganeso (Mn) 0,08 -0,55 Teluro (Te) 0,30 -0,70 Hierro (Fe) 0,75 -2,60 Fósforo (P) 0,025 -0,15 Azufre (S) 0,30 - 0,50  Manganese (Mn) 0.08 -0.55 Teluro (Te) 0.30 -0.70 Iron (Fe) 0.75 -2.60 Phosphorus (P) 0.025 -0.15 Sulfur (S) 0.30 - 0.50

y al menos un elemento del siguiente grupo:and at least one element of the following group:

Manganeso (Mn) 0,10 -0,40Manganese (Mn) 0.10-0.40

Teluro (Te) 0,40 - 0,60Teluro (Te) 0.40 - 0.60

A continuación, con ayuda de las imágenes representadas en las figuras, así como de las tablas, se aclarará la presente invención con mayor detalle, en particular en cuanto a la delimitación frente al estado actual de la técnica. Estas muestran:Next, with the aid of the images represented in the figures, as well as the tables, the present invention will be clarified in greater detail, in particular as regards the delimitation against the current state of the art. These show:

Figura 1  Figure 1
Stahl-Eisen-Prüfblatt (Hoja de ensayo hierro-acero) (SEP) 1178-90 para el enjuiciamiento analógico de las clases de forma de la viruta de la aleación de cobre conforme a la invención:  Stahl-Eisen-Prüfblatt (Iron-Steel Test Sheet) (SEP) 1178-90 for the analogous prosecution of the copper alloy chip shape classes according to the invention:

Figura 2  Figure 2
Resultados de los ensayos con las aleaciones de cobre CuSP, CuTeP y CuSMn con vistas a las clases de forma de viruta por mecanización en forma de torneado longitudinal externo, variando la velocidad de corte;  Results of the tests with copper alloys CuSP, CuTeP and CuSMn with a view to the chip-shaped classes by mechanization in the form of external longitudinal turning, varying the cutting speed;

Figura 3  Figure 3
Los resultados de los ensayos con los materiales de la figura 2 en relación con las clases de forma de viruta, variando la profundidad de corte;  The results of the tests with the materials of Figure 2 in relation to the chip-shaped classes, varying the depth of cut;

Figura 4  Figure 4
Los resultados de las clases de forma de viruta de las figuras 2 y 3 en función del correspondiente avance en la mecanización;  The results of the chip shape classes of Figures 2 and 3 depending on the corresponding advance in the mechanization;

Figura 5  Figure 5
Una visión de conjunto tabulada de las propiedades del material de cada una de las aleaciones de cobre conocidas en el estado actual de la técnica, con una aleación de cobre conforme a la invención;  A tabulated overview of the material properties of each of the copper alloys known in the current state of the art, with a copper alloy according to the invention;

Figura 6  Figure 6
Una micrografía de la estructura metalográfica de la conocida aleación de cobre CuSP según el estado actual de la técnica;  A micrograph of the metallographic structure of the known CuSP copper alloy according to the current state of the art;

Figura 7  Figure 7
Una micrografía de la estructura metalográfica de la conocida aleación de cobre CuTeP según el estado actual de la técnica;  A micrograph of the metallographic structure of the well-known CuTeP copper alloy according to the current state of the art;

Figura 8  Figure 8
Otra micrografía de la estructura metalográfica de la conocida aleación de cobre CuSMn según el estado actual de la técnica;  Another micrograph of the metallographic structure of the well-known CuSMn copper alloy according to the current state of the art;

Figura 9  Figure 9
Una micrografía de la estructura metalográfica de la conocida aleación de cobre CuFe0,1P según el estado actual de la técnica;  A micrograph of the metallographic structure of the known copper alloy CuFe0,1P according to the current state of the art;

Figura 10  Figure 10
Una reproducción de la forma de la viruta que resulta de la mecanización de la aleación de cobre de la figura 9 conocida según el estado actual de la técnica;  A reproduction of the chip shape resulting from the machining of the copper alloy of Figure 9 known according to the current state of the art;

Figura 11  Figure 11
Una micrografía de la estructura metalográfica de una aleación de cobre CuFe0,1PS conforme a la invención;  A micrograph of the metallographic structure of a CuFe0.1PS copper alloy according to the invention;

Figura 12  Figure 12
Una reproducción de la forma de la viruta que resulta de la mecanización de la aleación de cobre conforme a la invención de la figura 11:  A reproduction of the shape of the chip resulting from the machining of the copper alloy according to the invention of Figure 11:

Figura 13  Figure 13
Diagrama de la variación del contenido Fe y P para contenido constante de los rompedores de virutas S o S + Mn y/o Te, y  Diagram of the variation of the Fe and P content for constant content of the chip breakers S or S + Mn and / or Te, and

Figura 14  Figure 14
Diagrama de la variación de los contenidos de los rompedores de viruta S o S + Mn y/o Te para contenido constante de los elementos base Fe y P.  Diagram of the variation of the contents of the chip breakers S or S + Mn and / or Te for constant content of the base elements Fe and P.

Para aclarar las propiedades y diferencias positivas de la aleación de cobre conforme a la invención en comparación con la aleación de cobre conocida según el estado actual de la técnica, se estudiaron con mayor detalle en primerIn order to clarify the positive properties and differences of the copper alloy according to the invention compared to the copper alloy known according to the current state of the art, they were studied in greater detail first

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

5555

lugar un grupo de las aleaciones de cobre conocidas presentes CuSP (CW114C), CuTeP (CW118C, C14500) y CuSMn (C14750).place a group of known copper alloys present CuSP (CW114C), CuTeP (CW118C, C14500) and CuSMn (C14750).

La figura 1 muestra una Stahl-Eisen-Prüfblatt (Hoja de Ensayo Hierro y Acero) 1178-90 para referir analógicamente las formas de las virutas que resultan de la mecanización con arranque de viruta al presente grupo estudiado.Figure 1 shows a Stahl-Eisen-Prüfblatt (Iron and Steel Test Sheet) 1178-90 to analogically refer to the shapes of the chips resulting from the machining with chip removal to the present studied group.

El cuadro de virutas resultante se dividió en este caso en una forma de virutas de en total ocho clases (1 - 8), como se aprecia en la primera columna a la izquierda, junto a las virutas representadas esquemáticamente. A cada una de las figuras de viruta se han adjudicado las terminologías adecuadas correspondientes a su forma, las cuales van desde “virutas en cinta” hasta “virutas desmenuzadas”.The resulting chip table was divided in this case into a chip form of a total of eight classes (1-8), as seen in the first column on the left, next to the chips represented schematically. Each of the chip figures has been awarded the appropriate terminologies corresponding to their shape, which range from "tape chips" to "shredded chips."

En la columna situada a la derecha junto a las clases de forma de viruta está indicado el índice de volumen R de la viruta, el cual indica la relación entre el espacio necesario para una cantidad de viruta desordenada (Vvir) y el volumen del material de la misma cantidad de viruta (V). Un índice de volumen R de viruta pequeño permite deducir unas virutas pequeñas, que en correspondencia con su forma volumétrica ocupan poco sitio. Por ello, la manipulación de éstas es claramente más fácil en comparación con las virutas grandes. En contraste con esto, un índice de volumen R de viruta grande permite deducir una gran necesidad de sitio de la viruta por lo que su manipulación es claramente más difícil a causa de su dilatado volumen.The volume index R of the chip is indicated in the column to the right next to the chip shape classes, which indicates the relationship between the space required for an amount of untidy chip (Vvir) and the volume of the chip material. the same amount of chip (V). An index of volume R of small chips makes it possible to deduce small chips, which, in correspondence with their volumetric form, occupy little space. Therefore, handling these is clearly easier compared to large chips. In contrast to this, a large chip R volume index allows a large need for chip site to be deduced, so its handling is clearly more difficult because of its large volume.

Las clases de formas de viruta y los correspondientes índices de volumen R de las virutas están expuestas para su examen en la columna totalmente a la derecha de la figura 1, siendo calificadas como “utilizables” las clases de forma de la viruta 7 y 8 con su respectivo índice de volumen R de la viruta, mientras que las clases de forma de la viruta 5 y 6, en combinación con sus respectivos índices de volumen R de la viruta, se han juzgado como “bueno”. Por el contrario, las restantes clases de forma de viruta de 1 a 4 en relación con su correspondiente índice de volumen de la viruta R, se han clasificado visiblemente como “desfavorables”, presentando para el caso de las clases de forma de viruta 3 y 4 una transición que discurre hacia “bueno”.The chip shape classes and the corresponding R volume indexes of the chips are exposed for examination in the column to the right of Figure 1, the shape classes of chip 7 and 8 being qualified as "usable." its respective volume index R of the chip, while the shape classes of chip 5 and 6, in combination with their respective volume indexes R of the chip, have been judged to be "good." On the contrary, the remaining types of chip form from 1 to 4 in relation to their corresponding volume index of chip R, have been visibly classified as "unfavorable", presenting in the case of chip form classes 3 and 4 a transition that runs towards “good”.

La figura 2 muestra los resultados de la mecanización de los grupos ensayados de las aleaciones de cobre conocidas en relación con las clases de forma de viruta en el caso del torneado longitudinal externo de una pieza compuesta por ellas.Figure 2 shows the results of the mechanization of the tested groups of the known copper alloys in relation to the chip-shaped classes in the case of the external longitudinal turning of a piece composed of them.

Los resultados presentados con la figura 2 se basan en una constante penetración de corte ap de 1,5 mm y un avance f de 0,2 mm. La correspondiente velocidad de corte vc se varió en este caso de 450 m/min (vci) a 150 m/min (vc2). Tal como se aprecia, los resultados de las correspondientes clases de forma de viruta de los materiales del grupo (CuSP, CuTeP y CuSMn) se encuentran todos ellos entre 3 y 5. Las figuras de viruta resultantes en cada caso están igualmente representadas esquemáticamente en la presente tabla. Para explicarlo mejor, se ha adjudicado a estas en cada caso como referencia un trazo unitario para 20 mm, para poder estimar mejor los resultados en la forma que los tamaños de viruta han adoptado en el ensayo.The results presented with Figure 2 are based on a constant 1.5 mm ap penetration and 0.2 mm f advance. The corresponding cutting speed vc was varied in this case from 450 m / min (vci) to 150 m / min (vc2). As can be seen, the results of the corresponding chip form classes of the group materials (CuSP, CuTeP and CuSMn) are all between 3 and 5. The resulting chip figures in each case are also represented schematically in the present table. To explain it better, these have been assigned in each case as a reference a unit stroke for 20 mm, in order to better estimate the results in the form that the chip sizes have adopted in the test.

La figura 3 muestra los resultados de otros pasos de la mecanización del grupo de la figura 2. En este caso, para una velocidad de corte vc de 450 m/min que permaneció constante se varió la correspondiente profundidad de corte (ap-i) de 1,5 mm hacia 0,75 mm (ap2). Como ya se vio en el ensayo precedente y en cuanto a sus resultados visibles en la figura 2, también en este caso se mantuvo un avance constante de f = 0,2 mm.Figure 3 shows the results of other steps of the mechanization of the group of Figure 2. In this case, for a cutting speed vc of 450 m / min that remained constant the corresponding depth of cut (ap-i) of 1.5 mm to 0.75 mm (ap2). As was seen in the previous test and in terms of its visible results in Figure 2, a constant advance of f = 0.2 mm was also maintained in this case.

De la figura 3 se desprende que la variación de la profundidad de corte (ap) en particular en el caso de los materiales CuSP y CuTeP da lugar a una variación de la clase de forma de viruta, en donde un incremento de la profundidad de corte ap se manifiesta en un empeoramiento de la clase de forma de viruta. Frente a esto, la clase de forma de viruta de CuSMn permanece constante durante la variación de la profundidad de corte ap como también era el caso para la variación de la velocidad de corte vc (ver figura 2).From figure 3 it follows that the variation of the depth of cut (ap) in particular in the case of CuSP and CuTeP materials results in a variation of the kind of chip shape, where an increase in the depth of cut ap manifests itself in a worsening of the chip form class. Faced with this, the CuSMn chip shape class remains constant during the variation of the cutting depth ap as was also the case for the variation of the cutting speed vc (see Figure 2).

Como se puede apreciar, la clase de forma de viruta, en particular de la aleación de cobre CuSMn, permanece por lo tanto constante en las zonas presentes en cada caso, tanto en el caso de la variación de la velocidad de corte, como también en el caso de la variación de la profundidad de corte.As can be seen, the chip shape class, in particular of the CuSMn copper alloy, therefore remains constant in the areas present in each case, both in the case of the variation of the cutting speed, as well as in the case of the variation of the depth of cut.

Además, el grupo de aleaciones de cobre estudiadas también se mueve en la variación de la profundidad de corte ap en un intervalo de clases de forma de viruta de 3 a 5.In addition, the group of copper alloys studied also moves in the variation of the depth of cut ap in a range of classes of chip shape from 3 to 5.

En la figura 4 aparece el resultado de la variación del avance f en su efecto sobre la clase de forma de viruta de cada aleación de cobre del grupo estudiado. Como se puede apreciar, en conjunto la clase de forma de viruta del grupo empeora con avance f decreciente. Como se desprende de las figuras 2 y 3, en el caso de avance f de 0,2 mm, por el contrario, las tres aleaciones de cobre del grupo de ensayo se encuentran muy juntas. Únicamente la aleación de cobre CuSMn mejora su clase de forma de viruta con avance f creciente, el cual se ensayó en el caso presente hasta 0,3 mm. Las formas de viruta que resultaron en cada caso se aprecian igualmente a partir de las figuras representadas esquemáticamente en combinación con la tabla presente.Figure 4 shows the result of the variation of the advance f in its effect on the kind of chip shape of each copper alloy of the studied group. As can be seen, as a whole, the chip shape class of the group worsens with decreasing f advance. As can be seen from Figures 2 and 3, in the case of 0.2 mm f advance, on the contrary, the three copper alloys of the test group are close together. Only CuSMn copper alloy improves its chip shape class with increasing f advance, which was tested in the present case up to 0.3 mm. The chip forms that resulted in each case can also be seen from the figures represented schematically in combination with the present table.

Los resultados así obtenidos y representados en las figuras 2 a 4 se compararon a continuación con los resultados de la investigación de la presente aleación de cobre conforme a la invención.The results thus obtained and represented in Figures 2 to 4 were then compared with the results of the investigation of the present copper alloy according to the invention.

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

50fifty

Como valor de referencia se utilizó la conocida aleación de cobre CuZn39Pb3, la cual en particular en Alemania se tiene como la principal aleación para mecanización con arranque de viruta. Dicha aleación de cobre encuentra en todas partes aplicación allí donde hay gran interés en una conformación con formación de viruta, así como con arranque de viruta. En relación con la presente aleación de cobre CuZn39Pb3 usada como referencia se toma su maquinabilidad con un índice de maquinabilidad del 100%.The well-known copper alloy CuZn39Pb3 was used as a reference value, which in particular in Germany is the main alloy for machining with chip removal. Said copper alloy is everywhere application where there is great interest in a shaping with chip formation, as well as with chip removal. In relation to the present CuZn39Pb3 copper alloy used as a reference, its machinability is taken with a machinability index of 100%.

Frente a esto, el material de cobre puro alcanza un índice de maquinabilidad de 20% hasta como máximo 30%. En el caso de estos tipos de cobre se trata de materiales de cobre de baja aleación y de endurecimiento por precipitación, que no contienen elementos rompedores de viruta como azufre (S), teluro (Te), así como azufre (s) y manganeso (Mn), así como plomo (Pb).Against this, the pure copper material reaches a machinability index of 20% up to a maximum of 30%. In the case of these types of copper, these are low-alloy and precipitation hardening copper materials, which do not contain chip-breaking elements such as sulfur (S), tellurium (Te), as well as sulfur (s) and manganese ( Mn), as well as lead (Pb).

Entre estos dos materiales de cobre se ordena el presente grupo estudiado de tal modo que CuSP presenta un índice de maquinabilidad de 70%, mientras que CuTeP posee un índice de maquinabilidad de 80%. Por último, CuSMn alcanza con el 90% el mayor índice de maquinabilidad del grupo.Between these two copper materials, the present studied group is ordered so that CuSP has a machinability index of 70%, while CuTeP has a machinability index of 80%. Finally, CuSMn reaches with 90% the highest machinability index of the group.

En relación con esto, la figura 5 muestra una confrontación tabulada de los materiales allí contenidos en lo referente a las propiedades del material.In this regard, Figure 5 shows a tabulated confrontation of the materials contained therein in relation to the properties of the material.

Junto a los materiales expuestos entre sí en la columna totalmente a la izquierda, se pueden deducir en cada caso, a su derecha sus pertenecientes magnitudes de otras investigaciones, comenzando con el límite de alargamiento del 0,2% Rp0,2. A su derecha se encuentra la resistencia a la tracción Rm así como el alargamiento de rotura A.Together with the materials exposed to each other in the column completely to the left, in their case, their corresponding magnitudes of other investigations can be deduced in each case, starting with the elongation limit of 0.2% Rp0.2. To its right is the tensile strength Rm as well as the elongation at break A.

En la siguiente columna a la derecha está indicada la correspondiente dureza Brinell (HBW) y en la siguiente columna a la derecha de ésta la conductividad de cada uno de los materiales. Las últimas dos columnas colocadas totalmente a la derecha muestran en primer lugar cualitativamente la respectiva relajación, así como la maquinabilidad en forma del índice de maquinabilidad en %.In the next column on the right the corresponding Brinell hardness (HBW) is indicated and in the next column on the right of it the conductivity of each of the materials. The last two columns placed completely to the right show qualitative relaxation in the first place, as well as machinability in the form of the machinability index in%.

La tabla presente en la figura 5 está construida de tal modo que refleja los costes aproximados de producción de cada uno de los materiales indicados, comenzando por arriba con el material más valioso.The table in Figure 5 is constructed in such a way that it reflects the approximate production costs of each of the indicated materials, starting at the top with the most valuable material.

En la tabla se encuentra la aleación de cobre conforme a la invención con los órdenes de magnitud allí indicados de cada uno de sus componentes de aleación, en concreto CuFe0,1PS0,35 y CuFe2PS0,35.The table shows the copper alloy according to the invention with the orders of magnitude indicated therein of each of its alloy components, specifically CuFe0,1PS0,35 and CuFe2PS0,35.

Como se puede apreciar, la aleación de cobre CuFe0,1PS0,35 presenta, en comparación directa con materiales aleados únicamente con rompedores de viruta (CuSP, CuTeP y CuSMn), un límite de alargamiento 0,2%, así como una resistencia Rm, ajustados aquí de forma algo más baja. El alargamiento de rotura es con 17%, y la relajación es con “o” mejor frente a CuSP, CuTeP y CuSMn. La aleación CuFe2PS0,35 presenta mejores características mecánicas y una mayor resistencia a la relajación, lo que se hace notar en la tabla con “+”.As can be seen, the copper alloy CuFe0,1PS0,35 presents, in direct comparison with materials alloyed only with chip breakers (CuSP, CuTeP and CuSMn), an elongation limit 0.2%, as well as an Rm resistance, adjusted here somewhat lower. The elongation of rupture is with 17%, and the relaxation is with “or” better against CuSP, CuTeP and CuSMn. The CuFe2PS0,35 alloy has better mechanical characteristics and greater resistance to relaxation, which is noted in the table with “+”.

Los materiales CuFe0,1P y CuFe2P comparables a los de la invención poseen respectivamente una resistencia a la relajación similar buena, sin embargo, por el contrario, presentan una maquinabilidad claramente peor de solamente 20 respectivamente 25% frente a la aleación de cobre conforme a la invención CuFe0,1PS y CuFe2PS.The materials CuFe0,1P and CuFe2P comparable to those of the invention respectively have a similar good resistance to relaxation, however, on the contrary, they have a clearly worse machinability of only 20 respectively 25% compared to the copper alloy according to the invention CuFe0,1PS and CuFe2PS.

Sorprendente en este caso es que los materiales indicados en los cuatro primeros renglones, aunque poseen un índice de maquinabilidad similar bueno y con 100% en el caso del CuZn39Pb3 respectivamente mayor, sin embargo comparados con el CuFePS0,35 de la invención son claramente inferiores en su correspondiente resistencia a la relajación.Surprising in this case is that the materials indicated in the first four lines, although they have a similar good machinability index and with 100% in the case of CuZn39Pb3 respectively higher, however compared to the CuFePS0.35 of the invention are clearly inferior in its corresponding resistance to relaxation.

Los valores presentes incluidos para el correspondiente índice de arranque de viruta de los materiales conocidos en el estado actual de la técnica fueron tomados en parte del impreso informativo i18 del Instituto del Cobre alemán “Valores orientativos para el mecanizado con arranque de viruta del cobre y de las aleaciones de cobre”.The present values included for the corresponding index of chip removal of the materials known in the current state of the art were taken in part from the informative form i18 of the German Copper Institute “Guiding values for machining with copper chip removal and copper alloys. "

La determinación de los valores mecánicos característicos para la presente tabla se llevó a cabo según DIN ISO 6892-1. En este caso, la correspondiente forma de la probeta correspondió a la forma A según DIN 50125. La correspondiente conductividad se determinó con un Sigmatester de la razón social Forster. El correspondiente comportamiento frente a la relajación fue extrapolado con la ayuda de mediciones internas de materiales familiares, que, por supuesto, en comparación con la aleación de cobre conforme a la invención no contenían ningún tipo de elemento rompedor de la viruta.The determination of the characteristic mechanical values for this table was carried out according to DIN ISO 6892-1. In this case, the corresponding shape of the specimen corresponded to form A according to DIN 50125. The corresponding conductivity was determined with a Sigmatester of the company name Forster. The corresponding behavior against relaxation was extrapolated with the help of internal measurements of familiar materials, which, of course, compared to the copper alloy according to the invention did not contain any type of chip breaker.

Las figuras 6 a 9 muestra respectivamente una micrografía de las microestructuras de cada uno de los materiales de cobre de los grupos que constituyen la base de las investigaciones.Figures 6 to 9 respectively show a micrograph of the microstructures of each of the copper materials of the groups that form the basis of the investigations.

La figura 6 muestra en este caso el material CuSP con su distribución de los elementos rompedores de viruta. Su microestructura muestra sulfuros de cobre que en parte se encuentran muy juntos y se representan respectivamente en oscuro, los cuales en este caso sirven de rompedores de la viruta.Figure 6 shows in this case the CuSP material with its distribution of chip breaker elements. Its microstructure shows copper sulphides that are partly close together and are represented in dark respectively, which in this case serve as chip breakers.

55

1010

15fifteen

20twenty

2525

3030

3535

4040

45Four. Five

Frente a esto, la figura 7 muestra el material CuTeP, el cual en su microestructura contiene como rompedores de viruta telururos de cobre representados en oscuro. Estos están situados en su ordenamiento en la mayoría de los casos por aislado y alejados unos de otros.Against this, Figure 7 shows the CuTeP material, which in its microstructure contains as copper telluride chip breakers represented in dark. These are located in their order in most cases by isolation and away from each other.

En la figura 8 se aprecia la estructura del material CuSMn, que contiene sulfuros de manganeso como rompedores de viruta. Como ya se deduce de los resultados de las figuras 2 a 4 y de la línea cuatro de la tabla de la figura el 5, CuSMn presenta un elevado índice de maquinabilidad con una clase de forma de viruta en general buena, lo que es atribuible a la homogénea distribución de su rompedor de viruta apreciable en la figura 8.Figure 8 shows the structure of the CuSMn material, which contains manganese sulphides as chip breakers. As can be seen from the results of figures 2 to 4 and from line four of the table in figure 5, CuSMn has a high machinability index with a generally good chip shape class, which is attributable to the homogeneous distribution of its appreciable chip breaker in figure 8.

Como comparación, la figura 9 muestra la microestructura visible por ataque con ácido del material normalizado CuFe0,1P (C19210) sin fases rompedoras de viruta.For comparison, Figure 9 shows the microstructure visible by acid attack of the standard CuFe0.1P (C19210) material without chip breaker phases.

Junto a la solución sólida de cobre se encuentran fosfuros de hierro no visibles al microscopio óptico. Los fosfuros de hierro no tienen ningún efecto rompedor de viruta. Al mecanizar el material se forman largas virutas desfavorables (figura 10), que se pueden enrollar entorno a la herramienta y pueden provocar la parada de un torno automático (parámetros: vc = 100 m/min, f = 0,1 mm, ap = 1,0 mm).Next to the solid copper solution, iron phosphides are not visible under the optical microscope. Iron phosphides have no chip breaker effect. When machining the material, long unfavorable shavings are formed (figure 10), which can be rolled around the tool and can cause an automatic lathe to stop (parameters: vc = 100 m / min, f = 0.1 mm, ap = 1.0 mm)

La figura 11 muestra la microestructura del material conforme a la invención CuFe0,1PS0,35. Éste presenta igualmente como rompedor de viruta sulfuros de cobre. Como se puede apreciar éste posee una buena distribución de su rompedor de viruta similar a la mostrada en la figura 8 para el material de cobre CuSMn, lo cual se pone de manifiesto en una buena maquinabilidad.Figure 11 shows the microstructure of the material according to the invention CuFe0,1PS0,35. This also presents as a copper sulphide chip breaker. As can be seen, it has a good distribution of its chip breaker similar to that shown in Figure 8 for the CuSMn copper material, which is shown in good machinability.

Su acabado tenía como base la colada continua, con un prensado de un diámetro de 273 mm a un diámetro de 28 mm. El acabado contenía, además, el estirado del diámetro de 28 mm al diámetro de 24 mm. A continuación, tuvo lugar un recocido de recristalización a 540 °C durante 4 horas al aire ambiental, y otra conformación más.Its finish was based on continuous casting, with a pressing of a diameter of 273 mm to a diameter of 28 mm. The finish also contained a stretch with a diameter of 28 mm to a diameter of 24 mm. Then, an annealing of recrystallization took place at 540 ° C for 4 hours at ambient air, and another conformation.

La figura 12 muestra la forma de la viruta después de la mecanización del material de cobre conforme a la invención CuFe0,1PS0,35. Con ayuda de la forma de la estructura de la figura 11 y de la clase de forma de la viruta del presente material CuFe0,1PS0,35 en comparación con los ensayos en los materiales precedentes CuSP, CuTeP y CuSMn, se puede deducir un índice de maquinabilidad de al menos 70% (clase de viruta 3 - 6 según SED1178-90, para vc = 100 m/min, f = 0,1 mm, ap = 1,0 mm).Figure 12 shows the shape of the chip after machining the copper material according to the invention CuFe0,1PS0,35. With the aid of the shape of the structure of Figure 11 and the chip shape class of the present material CuFe0,1PS0,35 compared to the tests in the preceding materials CuSP, CuTeP and CuSMn, an index of machinability of at least 70% (chip class 3 - 6 according to SED1178-90, for vc = 100 m / min, f = 0.1 mm, ap = 1.0 mm).

Por lo tanto, según el perfil de exigencias se pueden deducir las correspondientes combinaciones de propiedades de las aleaciones de cobre para mecanización por arranque de viruta conformes a la invención. Una característica especial de la aleación de cobre es, que es posible una maquinabilidad con máquinas convencionales de acabado y mecanizado. En forma ventajosa la aleación de cobre conforme a la invención posee, tanto una suficiente conformabilidad en frio, como también una conformabilidad en caliente muy buena .Therefore, the corresponding combinations of properties of copper alloys for machining by chip removal according to the invention can be deduced according to the requirements profile. A special feature of copper alloy is that machinability is possible with conventional finishing and machining machines. Advantageously, the copper alloy according to the invention has both a sufficient cold formability and a very good hot formability.

La invención está dirigida también al empleo de una aleación de cobre de esta clase para la fabricación de un producto a acabar por mecanización por arranque de viruta conforme a la reivindicación 7.The invention is also directed to the use of a copper alloy of this class for the manufacture of a product to be finished by machining by chip removal according to claim 7.

Además, la invención, conforme a la reivindicación 8, está dirigida al empleo de una aleación de cobre de esta clase también para la fabricación de un semiproducto no acabable por mecanización con arranque de viruta. En este caso se puede tratar en particular de un producto de laminación, prensado, estirado, forja o fundición. Por ejemplo, se pueden suministrar como semiproductos barras y alambres de secuencias de prensado y estirado.In addition, the invention, according to claim 8, is directed to the use of a copper alloy of this class also for the manufacture of a semi-finished product not machinable by chip start machining. In this case, it may be in particular a rolling, pressing, stretching, forging or casting product. For example, bars and wires of pressing and stretching sequences can be supplied as semi-finished products.

A partir de las barras y alambres, pasando por un mecanizado con arranque de viruta, se pueden fabricar, por ejemplo, los siguientes productos: contactos enchufables, vainas de apriete, juntas engrapadas, clavos con vástago taladrado, piezas para motores, tornillos, clavijas de fijación, pinzas, boquillas de soldadura, boquillas de oxicorte, válvulas, “fittings”, tuercas, piezas de grifería, tubos de contacto, clavijas de contacto.From the bars and wires, through a machining with chip removal, the following products can be manufactured, for example: plug-in contacts, clamping sheaths, stapled joints, nails with drilled rod, engine parts, screws, pins fixing, clamps, welding nozzles, flame cutting nozzles, valves, "fittings", nuts, fittings, contact tubes, contact pins.

La figura 13 muestra un diagrama para la variación del contenido de P y el contenido de Fe para un contenido constante de rompedor de viruta So S + Mn y/o de Te, y la figura 14 muestra un diagrama para la variación del contenido de rompedor de viruta S o S + Mn para un contenido constante de los elementos base Fe y P.Figure 13 shows a diagram for the variation of the content of P and the content of Fe for a constant content of chip breaker So S + Mn and / or of Te, and figure 14 shows a diagram for the variation of the content of breaker of chip S or S + Mn for a constant content of the base elements Fe and P.

De allí se pueden extraer las interacciones mutuas de los elementos de aleación.From there the mutual interactions of the alloy elements can be extracted.

Claims (7)

55 1010 15fifteen 20twenty 2525 3030 3535 4040 45Four. Five 50fifty 5555 REIVINDICACIONES 1. Aleación de cobre, con proporciones en % en peso de:1. Copper alloy, with proportions in% by weight of: Hierro (Fe) 0,07 -4,00Iron (Fe) 0.07 -4.00 Fósforo (P) 0,015 -0,50Phosphorus (P) 0.015-0.50 Azufre (S) 0,10 -0,80Sulfur (S) 0.10-0.80 en donde la aleación está exenta de berilio (Be) y plomo (Pb), y arbitrariamente contiene:wherein the alloy is free of beryllium (Be) and lead (Pb), and arbitrarily contains:
Aluminio (Al)  Aluminum (Al)
máximo 0,50  maximum 0.50
Cromo (Cr)  Chrome (Cr)
máximo 0,50  maximum 0.50
Magnesio (Mg)  Magnesium (Mg)
máximo 0,50  maximum 0.50
Circonio (Zr)  Zirconium (Zr)
máximo 0,50  maximum 0.50
Cinc (Zn)  Zinc (Zn)
máximo 2,50  maximum 2.50
Estaño (Sn)  Tin (Sn)
máximo 2,50  maximum 2.50
Boro (B)  Boron (B)
máximo 0,50  maximum 0.50
Plata (Ag)  Silver (Ag)
máximo 0,50  maximum 0.50
Manganeso (Mn)  Manganese (Mn)
0,01 -0,80  0.01 -0.80
Teluro (Te)  Teluro (Te)
0,10 -1,00  0.10 -1.00
el resto cobre (Cu) e impurezas condicionadas por la fusión.the rest copper (Cu) and impurities conditioned by the fusion.
2. Aleación de cobre según la reivindicación 1, caracterizada por que arbitrariamente contiene al menos uno de los siguientes elementos de aleación con las siguientes proporciones en % en peso:2. Copper alloy according to claim 1, characterized in that it arbitrarily contains at least one of the following alloy elements with the following proportions in% by weight:
Aluminio (Al)  Aluminum (Al)
0,01 -0,50  0.01 -0.50
Cromo (Cr)  Chrome (Cr)
0,01 - 0,50  0.01-0.50
Magnesio (Mg)  Magnesium (Mg)
0,01 - 0,50  0.01-0.50
Circonio (Zr)  Zirconium (Zr)
0,01 - 0,50  0.01-0.50
Cinc (Zn)  Zinc (Zn)
0,01 - 2,50  0.01 - 2.50
Estaño (Sn)  Tin (Sn)
0,01 - 2,50  0.01 - 2.50
Boro (B)  Boron (B)
0,01 - 0,50  0.01-0.50
Plata (Ag)  Silver (Ag)
0,01 - 0,50  0.01-0.50
3. Aleación de cobre según la reivindicación 1 o 2; peso:3. Copper alloy according to claim 1 or 2; weight: Hierro (Fe)Iron (faith) Fósforo (P)Phosphorus (P) Azufre (S)Sulfur (S) caracterizada por las siguientes proporciones en % encharacterized by the following proportions in% in 0,07 -3,50 0,015 -0,40 0,15 -0,700.07 -3.50 0.015 -0.40 0.15 -0.70 y al menos un elemento del siguiente grupo:and at least one element of the following group: Manganeso (Mn) 0,03 - 0,75Manganese (Mn) 0.03 - 0.75 Teluro (Te) 0,05 -0,90Teluro (Te) 0.05 -0.90 4. Aleación de cobre según la reivindicación 1 o 2; peso:4. Copper alloy according to claim 1 or 2; weight: Hierro (Fe)Iron (faith) Fósforo (P)Phosphorus (P) Azufre (S)Sulfur (S) y al menos un elemento del siguiente grupo:and at least one element of the following group: Manganeso (Mn)Manganese (Mn) Teluro (Te)Teluro (Te) caracterizada por las siguientes proporciones en % encharacterized by the following proportions in% in 0,20 -3,20 0,017 -0,30 0,20 -0,620.20 -3.20 0.017 -0.30 0.20 -0.62 0,05 -0,70 0,20 -0,800.05 -0.70 0.20 -0.80 5.5. Aleación de cobre según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por las siguientes peso:Copper alloy according to claim 1 or 2, characterized by the following weight: Hierro (Fe) 0,40 -3,00Iron (Fe) 0.40 -3.00 Fósforo (P) 0,022 - 0,20Phosphorus (P) 0.022 - 0.20 Azufre (S) 0,25 - 0,57Sulfur (S) 0.25 - 0.57 proporciones en % enproportions in% in y al menos un elemento del siguiente grupo:and at least one element of the following group: Manganeso (Mn) 0,08 - 0,55Manganese (Mn) 0.08 - 0.55 Teluro (Te) 0,30 -0,70Teluro (Te) 0.30 -0.70 6. Aleación de cobre según la reivindicación 1 o 2, peso:6. Copper alloy according to claim 1 or 2, weight: Hierro (Fe)Iron (faith) Fósforo (P)Phosphorus (P) Azufre (S)Sulfur (S) y al menos un elemento del siguiente grupo:and at least one element of the following group: Manganeso (Mn)Manganese (Mn) Teluro (Te)Teluro (Te) caracterizada por las siguientes proporciones en % encharacterized by the following proportions in% in 0,75 -2,60 0,025 -0,15 0,30 -0,500.75 -2.60 0.025 -0.15 0.30 -0.50 0,10 -0,40 0,40 -0,600.10 -0.40 0.40 -0.60 10 7. Utilización de una aleación de cobre según una de las reivindicaciones precedentes 1 a 6 para la preparaciónUse of a copper alloy according to one of the preceding claims 1 to 6 for the preparation de un producto a acabar por mecanizado con arranque de viruta.of a product to be finished by machining with chip removal. 8. Utilización de una aleación de cobre según una de las reivindicaciones precedentes 1 a 6 para la preparación de un semiproducto a acabar por mecanizado sin arranque de viruta, especialmente en forma de un producto 15 laminado, prensado, estirado, forjado o de fundición.8. Use of a copper alloy according to one of the preceding claims 1 to 6 for the preparation of a semiproduct to be finished by machining without chip removal, especially in the form of a rolled, pressed, stretched, forged or cast product.
ES14809274.5T 2013-09-02 2014-08-29 Copper alloy containing iron and phosphorus Active ES2675143T3 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013014501 2013-09-02
DE201310014501 DE102013014501A1 (en) 2013-09-02 2013-09-02 copper alloy
PCT/DE2014/000435 WO2015027975A2 (en) 2013-09-02 2014-08-29 Copper alloy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2675143T3 true ES2675143T3 (en) 2018-07-09

Family

ID=52015777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES14809274.5T Active ES2675143T3 (en) 2013-09-02 2014-08-29 Copper alloy containing iron and phosphorus

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP3041966B1 (en)
DE (1) DE102013014501A1 (en)
ES (1) ES2675143T3 (en)
HU (1) HUE038253T4 (en)
PL (1) PL3041966T3 (en)
WO (1) WO2015027975A2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202018104958U1 (en) 2018-08-30 2018-09-12 Harting Electric Gmbh & Co. Kg Connector with components of improved material

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH108167A (en) * 1996-06-18 1998-01-13 Mitsubishi Shindoh Co Ltd Copper alloy with excellent hot workability
KR20060120276A (en) * 2004-03-12 2006-11-24 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드 Copper alloy and its manufacturing method
JP4542008B2 (en) * 2005-06-07 2010-09-08 株式会社神戸製鋼所 Display device
CN102690972A (en) * 2011-03-22 2012-09-26 日立电线株式会社 Copper alloy tube for heat exchange

Also Published As

Publication number Publication date
EP3041966A2 (en) 2016-07-13
WO2015027975A2 (en) 2015-03-05
HUE038253T2 (en) 2018-10-29
HUE038253T4 (en) 2018-11-28
PL3041966T3 (en) 2018-09-28
EP3041966B1 (en) 2018-05-30
DE102013014501A1 (en) 2015-03-05
WO2015027975A3 (en) 2015-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6942742B2 (en) Copper-based alloy excellent in dezincing resistance
KR102055534B1 (en) High strength free cutting copper alloy, and manufacturing method of high strength free cutting copper alloy
KR20140021554A (en) Cu-ni-zn-mn alloy
PT2208802E (en) Lead-free free-cutting aluminium brass alloy and its manufacturing method
NO20025562L (en) Corrosion resistant aluminum alloy
CN101910443A (en) Aluminum Zinc Magnesium Silver Alloy
US10752981B2 (en) Magnesium-lithium alloy, method of manufacturing magnesium-lithium alloy, aircraft part, and method of manufacturing aircraft part
FI3872199T3 (en) Free-cutting copper alloy and method for producing free-cutting copper alloy
US7718118B2 (en) Creep resistant magnesium alloy with improved ductility and fracture toughness for gravity casting applications
ES2927042T3 (en) Pb-free Cu-Zn alloy
JP4266039B2 (en) Method for producing lead-free free-cutting brass alloy
ES2732524T3 (en) Aluminium alloy
JP2016156057A (en) Copper alloy plate for electrical and electronic parts
ES2675143T3 (en) Copper alloy containing iron and phosphorus
CZ20032094A3 (en) Architectural bronze
JP6448167B1 (en) High-strength free-cutting copper alloy and method for producing high-strength free-cutting copper alloy
CN101278065A (en) Free-cutting aluminum alloy extrusion material with excellent high temperature resistance and brittleness
BR112020012835A2 (en) ALUMINUM ALLOY AND METHOD FOR THE PREPARATION OF THE SAME
JP2011179107A (en) Aluminum alloy extrusion material for connectors excellent in extrusion properties and sacrificial anode properties
TW202444932A (en) Free-machining copper alloy, and method for producing free-machining copper alloy
JP7183285B2 (en) Materials processed from copper alloy
PL210534B1 (en) Foundry brass
JP2022022649A (en) Manufacturing method of aluminum alloy clad material, member for heat exchanger, and heat exchanger
PL210533B1 (en) Foundry brass
BRPI0919605B1 (en) HIGH RESISTANCE COPPER ALLOY LAMINATED SHEET AND HIGH ELECTRICAL CONDUCTIVITY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME