DE532992C

DE532992C - Herstellung hochwertiger Kupferlegierungen

Info

Publication number: DE532992C
Application number: DEC38210D
Authority: DE
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1926-05-13
Filing date: 1926-05-13
Publication date: 1931-09-12

Description

Herstellung hochwertiger Kupferlegierungen In dem Patent 531 304 ist ein Verfahren zur Vergütung von Legierungen mit Kupfer als Hauptbestandteil, Silizium und Nickel oder Kobalt als silizidbildende weitere Metalle beschrieben. Diese Legierungen zeichnen sich durch Festigkeit und Härte aus, wenn nach einer ungefähr bei goo bis 95o° C erfolgten Wärmebehandlung ein Abschrecken vorgenommen wird und darauf eine Wiedererwärmung bis auf 300 bis 6oo° C vor sich geht. Eisen, das mit Nickel und Kobalt zur VIII. Gruppe des periodischen Systems gehört, schien wegen seiner geringen Löslichkeit im Kupfer als silizidbildender Zusatz weniger geeignet zu sein.
Der Erfinder hat nun aber doch festgestellt, daß Eisen oder Chrom an @ Stelle von Kobalt oder Nickel bei Innehaltung bestimmter Gehaltsgrenzen treten kann. Nach der Erfindung liegen die brauchbaren Gehaltsgrenzen ungefähr bei o,1 bis 1,.5 °/o Silizium mit 0,3 bis 3 lo Eisen oder o,1 bis 0,35 °/o Silizium mit 0,3 bis 2 04 Chrom. Die Wärmebehandlung muß diesen Legierungen, wie nachstehend angegeben, angepaßt sein.
Als ein Ausführungsbeispiel kann eine Legierung, die 98,5 °/o Kupfer, i °/o Eisen und 0,5 % Silizium enthält, angegeben werden. Diese Legierung wird nach dem Walzen, Schmieden oder Ziehen durch Erwärmung bis auf 95o° C in den Zustand der vollkommenen festen Lösung gebracht. Dieser Zustand der festen Lösung kann durch Abschrecken erhalten werden. Die abgeschreckte Legierung wird darauf eine kurze Zeitlang wiedererwärmt bis auf eine Temperatur in den Grenzen von 55o° C bis 625° C, worauf die Legierung infolge Ausscheidens einer Eisen-Silizium-Verbindung hart wird, während diese sich vorher in fester Lösung befand. Eine Legierung der oben beschriebenen Zusammensetzung besitzt nach dem Abschrecken eine Härte von 5o bis 6o° Brinell, eine Zugfestigkeit von ungefähr 2 47o bis 2 8oo kg/qcm und 40 % Dehnung, während die Elastizitätsgrenze nicht über i o5o kg/qcm liegt. Wenn die Legierung, wie oben beschrieben, gehärtet wird, erreicht sie eine Härte von 9o bis ioo Brinell und eine Festigkeit von 3 9oo bis 4 5oo kg/qcm mit einer Elastizitätsgrenze von über I 75o kg/qcm und einer Dehnung von 2o bis 35 % bei einer Meßlänge von 5 cm. Der elektrische Widerstand einer solchen Legierung ist ungefähr 7 Mikrom/ccm nach dem Abschrecken und ungefähr 3,2 Mikrom nach der Wiedererwärmung. Ferner kann man durch Kaltwalzen oder Ziehen Produkte, beispielsweise Bleche, Drähte oder Stangen, erhalten, die eine Zugfestigkeit von 5 ooo bis 6 ooo kg/qcm aufweisen mit einer Dehnung von 3 bis 6 11, bei einer Meßlänge von 5 cm. Die Grenzen der Zusammensetzungen liegen ungefähr zwischen o,i bis 1,5 "J" Silizium und zwischen 0,3 bis 3 "/" Eisen. Es ist jedoch nicht notwendig, die höchsten Grenzen zu benutzen, da die maximale Härte und Festigkeit bei einer Legierung erreicht werden -kann, bei welcher die Gesamtzusätze 2,5 "/" nicht überschreiten.
Der Gebrauch einer Kupfer-Eisen-Silizium-Legierung gemäß vorliegender Erfindung hat in solchen Fällen besondere Vorteile, w o Kupfer oder andere Legierungen bei den Temperaturen, denen sie ausgesetzt sind, durch Ausglühen weich werden.
Bei Verwendung von reinem Kupfer ist ein Weichwerden des Kupfers beim Glühen zu verhindern, wenn das Metall ungefähr 0,4 bis o,6 "/" Eisen und o,i5 bis o,2o % Silizium enthält. Eine derartige Legierung wird nach einer Abschreckglühung bei Temperaturen unter 4oo° C noch nicht weich. Wenn jedoch die doppelte Hitzebehandlung zur Anwendung kommt, wie oben beschrieben, dann wird das Metall auch unterhalb einer Temperatur von 5oo bis 525° C noch nicht «eich.
Im Falle der Verwendung von Chrom liegt innerhalb der oben angegebenen Grenzen von ungefähr o,3 "(" bis 2 "/" die geeignetste Menge bei ungefähr 1,4 "/", während die Menge an Silizium in den Grenzen zwischen o,i bis 0,35 "i" schwanken kann. Die Wärmebehandlung dieser Kupfer-Chrom-Silizium-Legierungen besteht im Abschrecken bei goo bis 950° C und einer Wiedererwärmung auf 45o bis 55o° C. Nach dem Abschrecken besitzt die Legierung eine Zugfestigkeit von ungefähr 3 ooo kg/qcm, eine Elastizitätsgrenze von 700 kgiqcm, eine Dehnung von 50 °/", eine Brinellhärte von 40, einen elektrischen Widerstand von 3,5 Mikrom/ccm. Nacli der Wiedererwärmung hat die Legierung eine Zugfestigkeit von 4 Zoo kgiqcm, eine Elastizitätsgrenze von i 75okg[qcm, eine Dehnung von 25 "/", eine Brinellhärte von ioo bis z2o und einen Widerstand von 2,i bis 2,3 Mikrom/ccm._ Bei weiterer Kaltbearbeitung steigt die Zugfestigkeit auf 5 6oo bis 6 ooo kg/qcm, die Elastizitätsgrenze auf 3 2oö bis 4. Zoo kglqcm, die Brinellhärte auf 14o bis i5o, und die Dehnung reduziert sich auf S %. Infolge dieser Eigenschaften kann die Legierung im besonderen für Bahnkabel zur Verwendung kommen, die eine sehr hohe Festigkeit aufweisen müssen.
Die Erfindung ist-auch anzuwenden auf Kupferlegierungen mit vorherrschendem Kupfergehalt und einem Zink- oder Zinngehalt, - wie er im Messing bzw. Bronze üblich ist.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung hochwertiger Kupferlegierungen nach Patent 531 304, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kupfer an Stelle von Nickel oder Kobalt entweder 0,3 bis 304 Eisen und o,i bis 1,5'/" Silizium oder 0,3 bis 2 "/" Chrom und o,i bis 0,35 "4 Silizium zulegiert werden und darauf die Legierungen einer Wärmebehandlung unterzogen werden, die bei den Kupfer-Eisen-Silizium-Legierungen in einem Abschrecken bei etwa 95o° C und einem Anlassen bei 55o bis 625° C und bei den Kupfer-Chrom-Silizium-Legierungen in einem Abschrecken bei goo bis 95o° C und einem Anlassen bei 450 bis 55o° C besteht.