Zinklegierung und Verwendung derselben Die gebräuchlichen Zinklegierungen mit Gehalt an A1 bis 10 %, Cu bis 1 %, Mg bis 0,05 0/0,
Rest Feinzink genügen zwar den an sie gestellten Anforde- rungen und sind auch als Spritz- und Druckgusslegie- rungen gut verwendbar. Jedoch besteht ein seit Jah ren bekannter übelstand dieser Legierungen in ihrer starken Neigung zur Verkrätzung, die mit ansteigen der Temperatur erheblich zunimmt und bei der Ver arbeitung in der Massenfertigung ausserordentlich störend wirkt.
Ferner sind Zn-Legierungen bekannt, die aus 20-75 % A1 bestehen und daneben noch Cu enthal- ten können sowie Gehalte von Spuren bis zu 10 % <RTI
ID="0001.0049"> Be neben Si-Gehalten von 0,15-6 % besitzen. Weiterhin ist eine Legierung auf der Basis Zink Stand der Technik, welche wie folgt zusammengesetzt ist:
EMI0001.0060
2-20 <SEP> 0/0 <SEP> Al
<tb> 2-10 <SEP> % <SEP> Cu
<tb> 0,1-10 <SEP> 0/<B>0</B> <SEP> Mg
<tb> 2 <SEP> % <SEP> Ni
<tb> 2. <SEP> 0/u <SEP> Fe
<tb> 2 <SEP> % <SEP> Mn
<tb> 1 <SEP> % <SEP> Ca
<tb> 0,01-1,2 <SEP> 0Io <SEP> Be Vergleichsversuche haben gegenüber den o. a.
Zinklegierungen kein unterschiedliches. Verhal ten gegeben.
Bei der Oxydation von Be entsteht Be-Oxyd unter einer bedeutenden Volumenszunahme. Aus einem ccm Be erhält man 1,7 ccm Be-Oxyd. Wenn auf der Oberfläche einer flüssigen Be-haltigen Legierung das Be oxydiert, bildet sich somit eine sehr dichte,
die weitere Oxydation hemmende Be-Oxydhaut. Ver gleichsuntersuchungen mit den bekannten Be-halti.- gen Zinklegierungen zeigen indessen überraschender- weise nicht den Effekt, der von Be zu erwarten wäre, nämlich das Stillstehen der Oxydation und ,die Bil dung einer die Verkrätzung verhindernden Oxydhaut.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Zink- legierung, enthaltend 0,1 bis 10 % Aluminium, 0,05 bis 1 % Kupfer und 0,001 bis 0,
1 % Beryllium und/ oder Zirkonium und/oder Hafnium, dadurch gekenn zeichnet, dass darin der Summengehalt an den Verunreinigungselementen Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Caesium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Cadmium, Silizium, Arsen, Anti mon, Zinn, Bor, Phosphor, Kohlenstoff, Eisen,
Kobalt und Nickel 0,005 % nicht übersteigt. Vor- zugsweise enthalten die erfindungsgemässen Legie- rungen 4-7 % Al, 0,1-0,5 % Cu, 0,002-0,004 Be, Rest Feinzink, wobei die o. a.
Begleitstoffe praktisch nicht vorhanden sein dürfen. Das Be kann ganz oder teilweise durch Zr und'/oder Hf :ersetzt werden.
Als Folge der erfindungsgemäss vermeidbaren Verkrätzung lassen sich Legierungen erzeugen, die höhere mechanische Eigenschaften besitzen und auch eine verbesserte Beständigkeit gegen alle Korrosions- arten aufweisen. Ferner ist als Vorzug aufzuführen, dass beim Schmelzen erfindungsgemässer Legierun gen die Metallverluste wesentlich geringer werden.
Insbesondere sind: aber die Legierungen gemäss der Erfindung, wie eingehende Versuche bewiesen haben, besonders günstig als Spritz- und Druckgusslegierun- gen verwendbar. Wegen des Be-Gehalts sind die Legierungen nicht nur besonders dünnflüssig und ge statten infolgedessen eine Beschleunigung der Ferti gung, sondern erlauben ausserdem die Herstellung von Güssen mit verringerter Mikroporosität und weniger nichtmetallischen Einschlüssen, z. B.
Oxyden o. dgl., im Gussstück. Die Folge der verringerten Mikroporosität, besonders am der Oberfläche der Gussstücke, bringt einen verbesserten Korrosionswi derstand von auf galvanischem Wege erzeugten metallischen überzögen mit sich. Dies ist von beson derer Bedeutung, weil sich Druck- oder Spritzguss- teile bisher nur mit Schwierigkeiten galvanisch metal- lisieren liessen, d. h. nur eine geringe Haftfestigkeit der Metallüberzüge erzielbar war.
Die Erfindung lässt sich beispielsweise dadurch ausführen, dass man zur Herstellung der Legierungen nicht nur ein besonders reines Feinzink verwendet, sondern. auch ein- Al hoher Reinheit als Legierungs metall benutzt und schliesslich auch Elektrolytkupfer verwendet.
In Abhängigkeit von der Höhe des AI-Gehaltes ist es jedoch auch möglich, geringere AI-Sorten als Legierungskomponente zu verwenden. Man, kann beispielsweise bei einem AI-Gehalt von 1 % ein Hüttenaluminium von 99,5 zu legieren,
wäh- rend bei höheren AI-Gehalten ein reineres Al in Be tracht zu ziehen ist. Beispielsweise bei einem AI-Ge- halt von 10 % sollte ein Al mit einer Reinheit von wenigstens 99,
9 % A1 als Legierungsmetall eingesetzt werden.
<I>Ausführungsbeispiel</I> In einem Druckgussbetrieb werden in 8 Stunden 100 kg pro Maschine einer Feinzinklegierung mit 4 % Al, 1 % Cu und 0,05 % Mg zu Druckgussteilen von je 10 Gramm-Gewicht verarbeitet. Der gesamte Krätzeanfall beträgt 4 kg.
Dieselbe Legierung, jedoch Mg-frei und aus Komponenten hoher Reinheit erschmolzen, mit einem AI-Gehalt von 4 %, jedoch mit einem Be-Ge- halt von 0,004 %, ergab einen, Krätzeanfall von 0,4 kg bei 10.0 kg Ausgangsmaterial.
Hierbei wurde ein Al als Legierungskomponente verwendet, welches einen Reinheitsgrad von 99,8 % Al besass. Die Legierung war spektralrein bezüglich der o. a. nicht zulässigen Beimengungen.
Zinc alloy and its use The common zinc alloys with content of A1 up to 10%, Cu up to 1%, Mg up to 0.05 0/0,
The remainder of the fine zinc meets the requirements placed on them and can also be used well as injection and die-cast alloys. However, a problem with these alloys that has been known for years is their strong tendency to scratch, which increases considerably as the temperature rises and which is extremely disruptive during processing in mass production.
Furthermore, Zn alloys are known which consist of 20-75% A1 and can also contain Cu, as well as contents of traces up to 10% <RTI
ID = "0001.0049"> have Be in addition to Si contents of 0.15-6%. Furthermore, an alloy based on zinc is state of the art, which is composed as follows:
EMI0001.0060
2-20 <SEP> 0/0 <SEP> Al
<tb> 2-10 <SEP>% <SEP> Cu
<tb> 0.1-10 <SEP> 0 / <B> 0 </B> <SEP> Mg
<tb> 2 <SEP>% <SEP> Ni
<tb> 2. <SEP> 0 / u <SEP> Fe
<tb> 2 <SEP>% <SEP> Mn
<tb> 1 <SEP>% <SEP> Approx
<tb> 0.01-1.2 <SEP> 0Io <SEP> Be comparison tests have compared to the above
Zinc alloys no different. Behavior given.
In the oxidation of Be, Be oxide is formed with a significant increase in volume. One cc of Be gives 1.7 cc of Be oxide. When the Be oxidizes on the surface of a liquid alloy containing Be, a very dense,
Be-Oxyd skin, which inhibits further oxidation. Comparative investigations with the known zinc alloys contain, surprisingly, do not show the effect that would be expected of Be, namely the cessation of the oxidation and the formation of an oxide skin that prevents scratching.
The present invention relates to a zinc alloy containing 0.1 to 10% aluminum, 0.05 to 1% copper and 0.001 to 0,
1% beryllium and / or zirconium and / or hafnium, characterized in that it contains the total content of the impurity elements lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, strontium, barium, cadmium, silicon, arsenic, antimon, Tin, boron, phosphorus, carbon, iron,
Cobalt and nickel does not exceed 0.005%. The alloys according to the invention preferably contain 4-7% Al, 0.1-0.5% Cu, 0.002-0.004 Be, the remainder fine zinc, with the above.
Accompanying substances may practically not be present. The Be can be completely or partially replaced by Zr and '/ or Hf :.
As a result of the scratching which can be avoided according to the invention, alloys can be produced which have higher mechanical properties and also have improved resistance to all types of corrosion. A further advantage is that the metal losses are significantly lower when the alloys according to the invention are melted.
In particular, however, as detailed tests have shown, the alloys according to the invention can be used particularly favorably as injection and die-casting alloys. Because of the Be content, the alloys are not only particularly thin and consequently ge an acceleration of the production, but also allow the production of casts with reduced microporosity and fewer non-metallic inclusions, eg. B.
Oxides or the like, in the casting. The consequence of the reduced microporosity, especially on the surface of the castings, brings with it an improved corrosion resistance of metallic coatings produced by electroplating. This is of particular importance because up to now, die-cast or injection-molded parts could only be galvanically metallized with difficulty. H. only a low adhesive strength of the metal coatings could be achieved.
The invention can be carried out, for example, by using not only a particularly pure fine zinc to produce the alloys, but rather. A high-purity Al is also used as an alloy metal and, finally, electrolytic copper is also used.
However, depending on the level of the Al content, it is also possible to use lower Al grades as alloy components. You can, for example, alloy a primary aluminum of 99.5 with an Al content of 1%,
whereas a purer Al should be considered for higher Al contents. For example, with an Al content of 10%, an Al with a purity of at least 99,
9% A1 can be used as alloy metal.
<I> Exemplary embodiment </I> In a die-casting company, 100 kg per machine of a fine zinc alloy with 4% Al, 1% Cu and 0.05% Mg are processed into die-cast parts each weighing 10 grams in 8 hours. The total dross attack is 4 kg.
The same alloy, however, Mg-free and melted from components of high purity, with an Al content of 4%, but with a Be content of 0.004%, resulted in a dross accumulation of 0.4 kg with 10.0 kg of starting material.
Here, an Al was used as an alloy component, which had a purity of 99.8% Al. The alloy was spectrally pure with regard to the above. not permitted admixtures.