DE456343C - Drei- und Mehrstofflegierungen des Aluminiums - Google Patents

Description

• Drei- und Mehrstofflegierungen des Aluminiums. In fast allen Legierungen des Aluminiums finden sich geringe Gehalte an Silicium vor. Das Silicium wird den Legierungen nicht als besonderer Legierungsbestandteil zugeschlagen, sondern gelangt in sie durch das verwendete Handelsaluminium, welches schon bei seiner Herstellung das Silicium aufnimmt. Die Höhe des Siliciumgehalts im Handelsaluminium schwankte etwas, je nach der Beschaffenheit des Ausgangsmaterials für die Aluminiumdarstellung und dem Stand der chemischen Aufbereitungstechnik für dieses Ausgangsmaterial. Ein höherer Siliciumgehalt als etwa i Prozent wurde aber von den aluminiumverarbeitenden Kreisen als schädlich angesehen und daher abgelehnt, trotzdem bekanntlich M i n e t und andere schon vor Jahren auf gewisse beachtenswerte Eigenschaften vonAluminiuin mit höherem Silici.umgehalt hingewiesen haben. Der Grund für die Ablehnung war wohl hauptsächlich der, daß ein höherer Siliciumgehalt im Handelsaluminium regelmäßig auch einen höheren Eisengehalt im Gefolge hatte und beide zusammen die Eigenschaften von Aluminiumlegierungen, was auch M i n e t nicht verschweigt, stark beeinträchtigten. Für die Herstellung von Legierungen wurde daher immer Handelsaluminium mit möglichst niedrigem Silicium- und Eisengehalt (etwa o,5 Prozent, höchstens i Prozent von jedem) verlangt, wie auch aus der einschlägigen Literatur eindeutig hervorgeht.
• Es ist nun überraschenderweise gefunden worden, daß entgegen der herrschenden An-Sicht auch bei einem höheren Siliciumzusatz, als er bisher für zulässig erachtet wurde, die Legierungen des Aluminiums mit Silber, Zinn, Nickel, Kobalt, Molybdän, Chrom, Mangan, Titan, Wolfram und die Mehrstofflegierungen dieser Metalle mit Aluminium in auffälliger Weise in ihren mechanischen. Eigenschaften verbessert werden. Zu den genannten Zusatzmetalletr können auch noch Kupfer oder Zink oder beide hinzutreten. Unter den möglichen Kompositionen sind besonders diejenigen technisch verwertbar, die ein sehr gleichmäßiges und feinkristallinisches Gefüge ergeben. Diese Legierungen zeichnen sich durch gute Festigkeits- und Härteeigenschaften sowie Widerstandsfähigkeit gegen chemische Einflüsse und die Einwirkung der Atmosphärilien aus; außerdem haben besonders die siliciumreichen Legierungen verhältnismäßig geringes spezifisches Gewicht. Viele dieser Legierungen lassen sich leichter gießen als andere bekannte Aluminiumgußle:gierungen,-da sie beim Erstarren nicht zur Rissebildung neigen. Als besonders brauchbar für Gußzwecke haben sich Legierungen erwiesen, bei denen der Siliciumgehalt zwischen 5 und 20 Prozent liegt; aber auch noch höhere Siliciumgehalte sind für besondere Zwecke, z. B. Kolben von Verbrennungsmotoren, verwendbar. Der Gehalt der Legierungen an den oben genannten Schwermetallen soll mindestens Prozent betragen, und zwar sowohl beim Zusatz einzelner von ihnen als auch von mehreren zusammen; nach oben ist -der Gehalt so zu begrenzen, daß die Legierungen im Endergebnis stets einen überschüssigen Aluminiumgehalt, also über 5o Prozent Aluminium, enthalten. Außerdem ist zu bemerken, daß die bekannten Erfahrungen über die in Aluminiumlegierungen zulässigen Höchstgehalte einiger der angeführten Metalle einschließlich des ja regelmäßig vorhandenen Eisens selbstverständlich beachtet werden müssen. Für die meisten Zwecke genügen Zusätze von etwa 2 bis 15 Prozent eines oder mehrerer der Schwermetalle.
• Die Legierungen können auf beliebigem Wege hergestellt werden, beispielsweise durch direktes Zusammenschmelzen oder unmittelbar durch Umsetzung oder durch Elektrolyse.
• Es wurde ferner gefunden, daß Gußstücke aus diesen Legierungen durch geeignete Wärmebehandlung, z. B. Anlassen, Tempern oder Abschrecken, veredelt werden können.
• Die Legierungen des Aluminiums mit einem höheren als normalen Siliciumgehalt mit Zusatz der genannten Metalle (einschließlich Kupfer oder Zink)- und die Mehrstofflegierungen dieser Metalle mit Aluminium lassen sich aber nicht nur im gußerstarrten Zustande durch eine thermische Behandlung in ihren mechanischen Eigenschaften verbessern, sondern viele von diesen Legierungen, besonders die kupfer- oder zinkhaltigen, sind nach einer vorangegangenen mechanischen Durcharbeitung (Pressen, Walzen, Ziehen, Schmieden) infolge der dabei bewirkten weitgehenden Gefügeänderung noch in stärkerem Maße als Gußstücke durch eine geeignete Wärmebehandlung, wie Abschrecken in glühendem Zustande, Anlassen oder Tempern, veredelbar. Es gilt dies hauptsächlich von Legierungen, deren Silidumgehalt nicht viel über dem normalen Siliciumgehalt des Handelsaluminiums liegt und deren Schwermetallgewicht sich in den Grenzen zwischen 2 und 6 Prozent hält. Indessen befinden sich auch unter den hochsiliciumhaltigen und zugleich die genannten Schwermetalle enthaltenden Legierungen eine Reihe von wertvollem. Kompositionen, die durch thermische Behandlung nach mechanischer Durchknetung in ihren Eigenschaften verbessert werden können.
• Als Beispiel eines Materials von besonders günstigen Eigenschaften sei eine Legierung mit 1,5 bis 2 Prozent Silicium und 3 bis 5 Prozent Kupfer mit und ohne einen Manganzusatz bis zu i Prozent erwähnt. Das Mangan kann auch durch Nickel oder Chrom ersetzt werden. Eine solche -Legierung wird in gewöhnlicher Weise zu Stangen, Preßteilen oder Blechen verarbeitet und sodann in bekannter Weise längere Zeit erhitzt (auf etwa 500') und abgeschreckt. Hieran schließt sich noch ein Anlassen oder Tempern bei zweckmäßigen Temperaturen. Die dabei erzielten Festigkeitswerte bewegen sich zwischen 40 und ¢5 kg/mm2, während die Dehnung 2o bis 25 Prozent erreicht.
• Nach diesem Verfahren behandelte Bleche aus der Legierung zeichnen: sich durch eine bemerkenswerteBiegefähigkeit aus und eignen sich besonders für Kaltverarbeitung.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Legierungen das Aluminiums mit mehr als 2 Prozent Silber oder Nickel oder Kobalt oder Chrom oder Mangan, die einen Aluminiumgehalt von mindestens 5o Prozent haben und ein sehr gleichmäßiges und feinkristallinisches Gefüge ergeben, gekennzeichnet durch einen Siliciumgehalt, der höher ist, als er in den bekannten Legierungen des Aluminiums mit den genannten Metallen bisher für zulässig erachtet wurde.
2. 2. Legierungen des Aluminiums nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß von den Metallen Silber, Nickel, Kobalt, Chrom .und Mangan zwei oder mehrere in den Legierungen enthalten sind, wobei der Gesamtgehalt an Schwermetallen größer als 2 Prozent ist.
3. 3. Legierungen nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Molybdän oder Titan oder Wolfram oder Zinn oder mehrere dieser Metalle als Zusatz enthalten, wobei der Gesamtgehalt an Schwermetallen größer als 2 Prozent ist. q..
4. Legierungen nach Anspruch i bis 3, gekennzeichnet durcli einen zusätzlichen Gehalt an Kupfer oder Zink oder an Kupfer und Zink.
5. 5. Gußstücke aus Legierungen nach den Ansprüchen i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß sie durch eine thermische Behandlung in ihren physikalischen Eigenschaften verändert wurden.
6. 6. Werkstücke aus Legierungen nach den Ansprüchen i bis ¢ und außerdem solche mit mehr Silicium als das normale Handelsaluminium enthaltende Legierungen des Aluminiums mit mehr als 2 Prozerrt Kupfer oder Zink oder Kupfer und Zink ohne ein anderes Metall, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach mechanischer Durcharbeitung, z. B. Pressen, Walzen, Ziehen, Schmieden, einer thermischen Behandlung unterworfen worden sind.