DE739311C

DE739311C - Aluminiumlegierung

Info

Publication number: DE739311C
Application number: DEV32392D
Authority: DE
Inventors: Dr Eugen Vaders
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1935-12-17
Filing date: 1935-12-17
Publication date: 1943-09-20

Description

Aluminiumlegierung Es sind zwar Aluminiumlegierungen bekannt, die eine gute Bearbeitbarkeit zeigen. Es gab jedoch bisher nur sehr wenig Aluminiumlegierungen, die auch für Automatenbearbeitung brauchbar sind. Nun sind die Eigenschaften, die man gerade für die Automatenbearbeitung fordert, erheblich andere als die bei sonstigen Bearbeitungsverfahren. Als gut bearbeitbar bezeichnet man gewöhnlich Legierungen, die einen langen, gerollten Span geben, weil dies ein Anzeichen dafür ist, daß -die Oberfläche des Werkstücks glatt bleibt. Kurze Späne beruhten auf geringer Zähigkeit des Werkstoffes und ergaben eine rauhere, ja sogar rissige Oberfläche. Aus diesen gewissermaßen gegensätzlichen Forderungen ist es zu erklären, wenn die Entwicklung der Automatenlegierungen nicht als Weiterentwicklung der als gut bearbeitbar bekannten Legierungen erfolgte und erfolgen konnte, denn die Automatenbearbeitung verlangt selbst- bei hohen Schnittgeschwindigkeiten einen kurzen, jeweils schnell brechenden Span und trotzdem eine glatte, beinahe poliert aussehende Oberfläche. Nun besteht in erhöhtem Maße der Wunsch, Aluminiumlegierungen zur Verfügung zu haben, die sich für Automatenbearbeitung eignen, wobei, abgesehen von den schon erwähnten Eigenschaften, noch eine gute mechanische Verformbarkeit verlangt werden muß, da ja die automatische Fertigung an gepreßten Stangen erfolgt. Schließlich müssen sie je nach dem Verwendungszweck noch möglichst hohe Festigkeit oder gute Korrosionsbeständigkeit oder gute Schwingungsfestigkeit usw. besitzen.
Es gibt nun zwar eine Reihe als leicht bearbeitbar bekannter Aluminiumlegierungen, doch fehlte diesen, wie aus vorstehendem leicht ersichtlich, gewöhnlich eine der Voraussetzungen, die an Antomatenlegierungen gestellt werden. So war z. B. durch einen verhältnismäßig hohen Gehalt an Silicium hohe Härte und leichte Bearbeitbarkeit erzielt. Derartige Legierungen konnten jedoch nicht zu Stangen ausgepreßt werden. Außerdein waren die Festigkeitseigenschaften nicht ausreichend. Weiterhin war bekannt, daß in einigen der Aluminiumlegierungen ein Zusatz von Blei die Bearbeitungsfähigkeit verbessert. Es war Jedoch nicht näher angegeben, bei welchen der an sich bekannten Atuininiumlegierungen der Zusatz von Blei alle die Eigenschaften schafft, die die Automatenfälligkeit ausmachen. Nun ist bekannt, daß bei Vorhandensein noch anderer Komponenten, besonders solche, die im Blei oder in denen Blei ganz oder beschränkt löslich ist bzw. auch, solcher, mit denen Blei Verbindungen eingeht, gar nicht vorausgesehen werden kann, wie ein Bleizusatz sich auf die sonstigen Eigenschaften dieser Legierung auswirkt. Das gilt insbesondere bei dein gleichzeitigen Zusammentreffen zwischen Blei und 1vlagneciuin. In dieser Richtung war lediglich bekannt, claß sich Legierungen mit 0,5 bis 4"/, Magnesium, o,5 bis 401,) Silicium, weiterhin Zinn, Cadmium, gegebenenfalls auch Blei, Wismut und/oder Thallium, als Ersatz für Messing eignen. Dieses galt jedoch nur bezüglich der automatischen Bearbeitbarkeit, während die Festigkeitseigenschaften dieser Legierungen nicht ` genügend hoch waren, uni als vollwertiger Ersatz angesprochen werden zu können.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Aluminiumlegierung, die sich gut auf Automaten verarbeiten läßt, kurze Spanbildung bei befriedigender Beschaffenheit der Oberfläche ergibt und außerdem hohe Festigkeitseigenschaften aufweist. Diese Legierung besteht aus Aluminium mit Zusätzen an Magnesium von 3 bis 8 0/0, Blei von 0,3 bis 3 0/0 und Kupfer von o, i bis 5 0/0.
Der Kupferzusatz steigert zunächst die Festigkeit dieser Legierung erheblich. Weiterhin hat die Legierung auch mit Kupfer eine gute Bearbeitbarkeit. Schließlich zeigt sie trotz des Bleigehalts die Fähigkeit zur Vergütung durch thermische Behandlung in hohem Maße. Die Eigenschaft ist doppelt bemerkenswert. Eine thermische Behandlung beruht, wie bekannt, auf sehr subtilen strukturellen Vorgängen, die in ihren letzten Ursachen bis heute noch nicht ganz geklärt sind. Es ist daher für den Fachmann gewöhnlich nicht vorhersehbar, hin welcher Weise Zusätze aller Legierungsbestandteile sich auswirken werden, und zwar selbst bei solchen Legierungen, die im fiebrigen als gut vergütbar bekannt sind. Darüber hinaus ist es bei Legierungen, die auf Automaten bearbeitet werden sollen, durchaus zweifelhaft, ob nicht die Vereinigung bestimmter Eigenschaften, die hierfür erforderlich ist, durch eine thermische Behandlung verändert wird. Es hat sich aber gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Legierungen auch im Zustande der Aushärtung sich bei der automatischen. Bearbeiiung bewährt haben. Der Zusatz voll Blei zu Aluminiumlegierungen, die Kupfer und Magnesium enthalten, ist u. a. auch früher an anderer Stelle schon einmäl vorgeschlagen. Hiernach sollte jedoch die Menge des Magnesiums nicht höher als etwa i % betragen. Es ,wurde nun gefunden, daß der Zusatz von Blei gerade auch bei Legierungen mit höherem Magnesiumgehalt von günstiger Wirkung ist. Auch sonst sind mannigfach Aluminiumlegierungen bekanntgegeben, die entweder Zusätze von Magnesium und Blei oder solche von Magnesium und Kupfer oder auch von Bleund Kupfer aufwiesen. Nicht vorgeschlagen war jedoch die gleichzeitige Anwesenheit eines hohen Magnesiumgehalts neben Blei und Kupfer, und es war auch nach den eingangs gemachten Bemerkungen nicht vorauszusehen, wie <lie gleichzeitige Anwesenheit der drei Kompottenten in den genannten Prozentgehalten aufeinander wirken würde.
Eine ähnliche Wirkung wie das Blei zeigen auch bei Anwesenheit von Kupfer die Metalle Wismut, Antimon, Cadmium, Zinn und Arsen. » Sie können daher: das Blei ersetzen, vorzugsweise aber gemeinsam mit ihm, einzeln öder zu mehreren, der Legierung zugefügt werden, wobei die Summe der Gehalte dieser Metalle ebenfalls bis 3 0j, betragen kann.
Zur weiteren Verbesserung leinsichtlich besonderer Eigenschaften kann der Legierung schließlich noch eines der Metalle, Mangan, Nickel, Kobalt, Chrom oder Eisen, in Mengen von etwa o,oi bis 5 0/0 oder Zink bis i2 0,10 zugesetzt werden.
Außerdem kann die Legierung noch Silicium bis 1o% und/oder Calcnum his 2% enthalten.
Als Beispiele seien folgende Zusammensetzungen erwähnt: i. Magnesium 3 0/0, Blei 2 0/0, Kupfer 3 0%, Aluminium Rest; 2. Magnesium 8 0l0, Blei i 0/0, Kupfer 3 010, Silicium 3%: 3. Magnesium 8%, Blei 3%, Kupfer 5 0%, Zink @ 2 0/0; 4.. Magnesium 8 0/0, Blei 3 %, Kupfer 5 0/0, Mangan i 0/0.
Gerade die Legierung q. hat sich dabei besonders gut bearbeitbar gezeigt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Aluminiumlegierung, gekennzeichne durch einen Gehalt an 3 bis 8 0J0 Magne sium, 0,3 bis 3 % Blei,. o, i bis 5/o Kuli fer, Best Aluminium.
2. Aluminiumlegierung gemäß An Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß si< einen Gehalt an Silicium bis zu 1o% auf. weist.
3. Aluminiumlegierung gemäß Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet; daß sie noch einen Gehalt an Zink bis 12 °/o aufweist.
4.. Aluminiumlegierung gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, aaß sie noch einen Gehalt an Nickel, Kobalt, Chrom oder Eisen, insbesondere aber Mangan, in Mengen von o,oi bis 5 °/o aufweist.
5. Aluminiumlegierung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie noch einen Gehalt an Calcium in Mengen von o,1 bis 20/, aufweist.
6. Aluminiumlegierung nach den Ansprüchen 1,4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Blei teilweise durch Wismut, Antimon, Cadmium, Zinn oder Arsen in Mengen bis 3 °/o ersetzt ist, wobei diese Metalle entweder allein oder zu mehreren anwesend sein können.
7. Aluminiumlegierung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekendzeichnet, daß das Blei ganz oder teilweise durch Wismut, Antimon, Cadmium, Zinn oder Arsen in Mengen bis 3 °1a ersetzt ist, wobei diese Metalle entweder allein oder . zu mehreren anwesend sein können. B. Anwendung der Legierungen gemäß Anspruch 1 bis 6 zur Herstellung von Gegenständen, die auf Automaten bearbeitet werden. ,g. Anwendung der Legierungen gemäß Anspruch 1 bis 6 in durch Glühen, Abschrecken und Altern vergütetem Zustand zur Herstellung von Gegenständen, die auf Automaten bearbeitet werden. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift . , Nr. 244 554; österreichische Patentschrift - 140 847; französische Patentschrift . . - 613 589,- 726573; britische Patentschrift .. Nr. 1422b/1899, 1.59008, amerikanische Patentschrift Nr. 1394 534, 1932 834 bis 1932872, 1959029, 1986 825 bis 1 986 827; Schwarz, Metall- und Legierungskunde 1929, S. 198; Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, Bd.223 (1935), S.291/292.