DE581311C - Verguetung von Blei-Kalzium-Legierungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vergütung von Blei-Kalzium-Legierungen und bezweckt, Blei-Kakium-Legierungen zu erzeugen, die sich insbesondere zur Herstellung von Kabelmänteln für elektrische Kabel eignen und große Härte, große Zugfestigkeit, hohe Widerstandsfähigkeit gegen Ermüdungserscheinungen und hohe Stabilität besitzen.

Bleilegierungen, die kleine Mengen metallischen Kalziums enthalten, sind bekannt. Es ist beispielsweise vorgeschlagen worden, Blei mit 0,5 % Kalzium und 0,2 ⁰J₀ Kupfer zu legieren, um ein hartes· Produkt zu erhalten, und es ist ferner vorgeschlagen worden, Kabelmäntel aus einer Blei-Barium- oder Blei-Strontium-Legierung herzustellen, deren Barium- oder Strontiuminhalt io°/o nicht übersteigt.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Entdeckung, daß, wenn. Blei mit 0,02 bis 0,1 °/₀ Kalzium legiert und die Legierung einer besonderen Wärmebehandlung unterworfen wird, ein Produkt entsteht, welches sich auf Grund seiner besonderen Eigenschaften viel besser für die Herstellung von Kabelmänteln eignet als die bisher bekannten Blei-Kalzium-Legierungen. Diese Eigenschaften sind wahrscheinlich darauf zurückzuführen, daß die Legierung eine physikalische Struktur besitzt, die in Bleilegierungen, deren Kalziuminhalt außerhalb der oben angegebenen Grenzen liegt, nicht erzeugt oder nachgebildet werden kann.

Gemäß der Erfindung wird beispielsweise 0,02 bis 0,X⁰J₀ Kalzium mit Blei legiert und die Legierung zum Erstarren gebracht. Die erstarrte Legierung wird darauf auf 3iobis325°C erhitzt, um zu bewirken, daß das Kalzium als feste Lösung vom Blei aufgenommen wird. Die Legierung wird sodann von dieser erhöhten Temperatur so rasch abgekühlt, daß ein Teil des Kalziums in der Form einer übersättigten Lösung im Blei zurückgehalten wird, worauf das Produkt gelagert oder gealtert wird, so daß es einen mehr stabilen Zustand annimmt. Der verwendete Prozentsatz Kalzium und die Temperaturen, bei welchen die Erhitzung, die Abkühlung und das Altern stattfinden sollen, sind von den Eigenschaften abhängig, die das fertige Produkt haben soll, und können an Hand der Kurven in den Abbildungen festgelegt werden.

Abb. ι zeigt die Zugfestigkeiten von Legierungen, die gemäß der Erfindung behandelt sind, und von Legierungen, bei denen diese Behandlung nicht durchgeführt worden ist. Kurve F stellt die Zugfestigkeit verschiedener Legierungen dar, deren Zusammensetzung als Abszissen abgesetzt ist und die auf eine Temperatur von etwa 320⁰C erhitzt wurden, bis eine im wesentlichen homogene feste Lösung entstand,

worauf sie von 310⁰ C auf Raumtemperatur abgeschreckt und bei Raumtemperatur gelagert wurden. Kurve G zeigt die Zugfestigkeit entsprechender Legierungen, welche von 310⁰C langsam auf Zimmertemperatur abgekühlt sind, so daß praktisch genommen keine Übersättigung der Lösung des löslichen Bestandteiles im Blei entsteht. Abb. 1 zeigt, daß Legierungen, die gemäß dem neuen Verfahren behandelt worden sind, eine bedeutend größere Zugfestigkeit besitzen als Legierungen, bei denen diese Behandlung nicht zur Verwendung gekommen ist. Die Abbildung zeigt ferner, daß die Zugfestigkeit der behandelten Legierungen sich mit der Zusammensetzung derselben ändert und einen hohen Wert erreicht, wenn eine Legierung verwendet wird, die etwa 0,1% Kalzium enthält. Eine hohe Zugfestigkeit kann somit erzielt werden, wenn die maximale Menge von KaI-zium verwendet wird, welche bei einer beliebigen Temperatur, bei welcher die entstehende Legierung feste Form hat, eine feste Lösung bildet.

Abb. 2 zeigt die Dehnung von Legierungen, welche gemäß der Erfindung behandelt worden sind, und von solchen, bei denen diese Behandlung nicht stattgefunden hat. Kurve H zeigt die Dehnung bei etwa 15 cm langen Probestäben von Legierungen, welche, in den Zustand einer festen Lösung gebracht, in eine übersättigte feste Lösung umgewandelt und gelagert worden sind. Kurve I stellt die Dehnung entsprechender Legierungen dar, welche in einer solchen Weise erzeugt worden sind, daß keine wesentliche Übersättigung der festen Lösung vorhanden ist. Im allgemeinen nimmt die Dehnung der Metalle mit zunehmender Zugfestigkeit rasch ab, und es wäre deshalb zu erwarten, daß die Blei-Kalzium-Legierungen von erhöhter Zugfestigkeit geringe Dehnungen aufweisen würden. Die Kurven zeigen aber, daß die Dehnungen der gemäß der Erfindung behandelten Legierungen, obwohl sie geringer sind als bei unbehandelten Legierungen, doch so groß sind, daß die Legierungen noch zu Gegenständen, wie Kabelmäntel o. dgl., verwendet werden können. Wenn die maximale Kalzium menge verwendet wird, welche bei den Temperaturen, bei welchen die Legierung einen festen Zustand besitzt, in feste Lösung geht, wird somit nicht nur eine Erhöhung der Zugfestigkeit, sondern auch eine hohe Dehnung erzielt. Die maximale Kalziummenge, welche in solchen Fällen zur Verwendung kommt, beträgt etwa O₁I⁰J₀.

Wenn es erwünscht ist, eine bestimmte Zugfestigkeit und eine bestimmte Dehnung hervorzurufen, so muß eine Legierung benutzt werden, deren Zusammensetzung den gewünschten Eigenschaften entspricht. Soll beispielsweise eine Legierung hergestellt werden, die eine Zugfestigkeit von etwa 490 bis 500 kg/cm² und eine Dehnung von etwa 40 °/₀ besitzt, so wird etwa 0,1 °/q Kalzium mit dem Blei legiert und die resultierende.Legierung in einen festen Zustand gebracht, worauf die feste Legierung auf etwa 310 bis 325⁰ C erhitzt wird. Bei dieser Temperatur wird die erwähnte Kalziummenge als feste Lösung vom Blei aufgenommen. Die Erwärmung wird fortgesetzt, bis im wesentliehen die gesamte Kalziummenge als feste Lösung im Blei vorhanden ist. Ist eine hohe Zugfestigkeit erwünscht, so wird die Legierung von 31p⁰ C auf Raumtemperatur abgeschreckt, dadurch, daß sie in Wasser getaucht wird, worauf die Legierung durch Altern in einen stabilen Zustand übergeführt wird. Das Lagern oder Altern muß bei einer Temperatur stattfinden, bei welcher eine nur unbedeutende Agglomeration der den Überschuß an Kalzium enthaltenden zerstreuten Teilchen stattfindet. Gewöhnliche Zimmertemperatur hat sich für das Altern der Legierung als sehr zweckmäßig erwiesen, und gute Ergebnisse wurden immer erzielt, wenn die Legierung bei Temperaturen unterhalb 150⁰C gealtert wurde.

Claims (1)

1. Patentanspruch :

   Verfahren zur Vergütung vonBlei-Kalzium-Legierungen, insbesondere für die Herstellung von Kabelmänteln, dadurch gekennzeichnet, daß eine Legierung mit 0,02 bis o,i°/₀ Kalzium auf Temperaturen zwischen 310 und 325⁰ C erwärmt, sodann abgeschreckt und bei Temperaturen unterhalb 200⁰ C gealtert wird.

   ' Hierzu 1 Blatt Zeichnungen