DE69833582T2

DE69833582T2 - Free-cutting alloy based on copper

Info

Publication number: DE69833582T2
Application number: DE69833582T
Authority: DE
Inventors: Ltd. Keiichiroc/o Sambo copper Alloy Co OISHI
Original assignee: Sambo Copper Alloy Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Shindoh Co Ltd
Priority date: 1998-10-09
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2018-11-17
Also published as: TW577931B; EP1038981A4; KR20010033101A; CA2303512A1; DE69835912D1; WO2000022181A1; EP1502964B1; CA2303512C; KR100375426B1; DE69835912T2; AU1054099A; DE69833582D1; JP2000119774A; DE69828818D1; EP1038981B1; EP1038981A1; DE69828818T2; EP1502964A1; JP3917304B2; EP1508626A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND THE INVENTION

1. Gebiet der Erfindung1st area the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft Automatenkupferlegierungen.The The present invention relates to vending copper alloys.

2. Stand der Technik2. Stand the technology

Zu den gut zu bearbeitenden Kupferlegierungen zählen Bronzelegierungen, wie beispielsweise die nach der JIS-Norm mit H5111 BC6 bezeichnete Legierung, oder Messinglegierungen wie die nach der JIS-Norm mit H3250-C3604 und C3771 bezeichneten Legierungen. Diese Legierungen werden hinsichtlich ihrer Bearbeitbarkeit durch Zusatz von 1,0 bis 6,0 Gewichtsprozent Blei optimiert und ermöglichen als leicht zu bearbeitende Kupferlegierungen für die Industrie zufrieden stellende Ergebnisse. Aufgrund ihrer hervorragenden Bearbeitbarkeit haben sich diese Kupferlegierungen zu einem wichtigen Grundmaterial für die Herstellung einer Reihe von Produkten, wie beispielsweise von Wasserhähnen, Metallarmaturen und -Ventilen für die Wasserzufuhr und den Wasserabfluss entwickelt.To The copper alloys that are easy to process include bronze alloys, such as for example, the alloy designated H5111 BC6 according to the JIS standard, or brass alloys such as those according to the JIS standard with H3250-C3604 and C3771 alloys. These alloys are considered their workability by addition of 1.0 to 6.0 weight percent Lead optimized and enabled satisfactory as easy-to-process copper alloys for the industry Results. Due to their excellent workability have These copper alloys are an important base material for the production of a Range of products, such as faucets, metal fittings and valves for developed the water supply and the drainage.

Bei diesen herkömmlichen Automatenkupferlegierungen bildet Blei in der Matrix keine feste Lösung, sondern dispergiert in körniger Form, was zu einer verbesserten Bearbeitbarkeit dieser Legierungen führt. Zum Erreichen der gewünschten Ergebnisse muss Blei in einer Menge von 2,0 Gewichtsprozent oder mehr zugegeben werden. Bei Zugabe von weniger als 1,0 Gewichtsprozent an Blei führt dies zur Bildung von spiralförmigen Spänen, wie in der Darstellung (D) der 1 gezeigt. Spiralförmige Späne können verschiedene Probleme verursachen, sie können sich beispielsweise im Werkzeug verfangen. Wenn andererseits der Bleigehalt über 1,0 Gewichtsprozent liegt und 2,0 Gewichtsprozent nicht überschreitet, so ist die geschnittene Fläche rau, obgleich dies auch zu Ergebnissen wie der Verringerung des Schneidewiderstands führt. Daher ist es unüblich, Blei zu einem Anteil von weniger als 2,0 Gewichtsprozent zuzugeben. Einige gestreckte Kupferlegierungen, bei denen hervorragende Schneideeigenschaften erforderlich sind, werden mit etwa 3,0 Gewichtsprozent Blei oder mehr gemischt. Ferner haben einige Bronzegussstücke sogar einen Bleigehalt von etwa 5,0 Gewichtsprozent. Die Legierung JIS H 5111 BC6 enthält beispielsweise etwa 5,0 Gewichtsprozent Blei.In these conventional vitrified copper alloys, lead does not form a solid solution in the matrix but disperses in a granular form, resulting in improved workability of these alloys. To achieve the desired results, lead must be added in an amount of 2.0 weight percent or more. With the addition of less than 1.0% by weight of lead, this results in the formation of spiral chips as shown in (D) of 1 shown. Spiral chips can cause various problems, such as getting caught in the tool. On the other hand, if the lead content is more than 1.0% by weight and does not exceed 2.0% by weight, the cut surface is rough, though it also leads to results such as reduction of cutting resistance. Therefore, it is uncommon to add lead in an amount of less than 2.0% by weight. Some stretched copper alloys, which require excellent cutting properties, are blended with about 3.0 weight percent lead or more. Further, some bronze castings even have a lead content of about 5.0 percent by weight. For example, Alloy JIS H 5111 BC6 contains about 5.0 weight percent lead.

In den letzten Jahren wurde die Verwendung von Blei-Mischlegierungen jedoch stark reduziert, da das darin enthaltene Blei als Umweltschadstoff dem Menschen Schaden zufügen kann. Schließlich sind die Blei enthaltenden Legierungen gesundheitsschädigend und stellen eine Gefahr für die Umwelt dar, da sich das Blei im Metalldampf befindet, der während der Herstellungsschritte derartiger Legierungen bei hohen Temperaturen entsteht, wie beispielsweise beim Schmelzen und Gießen, und es besteht weiterhin die Gefahr, dass das in den Metallarmaturen und Hähnen von Wassersystemen befindliche Blei ins Trinkwasser übergeht.In The last few years have seen the use of lead mixed alloys but greatly reduced, as the lead contained therein as an environmental pollutant harm human beings can. After all the lead-containing alloys are harmful to health and pose a threat to the environment, because the lead is in the metal vapor that is released during the Manufacturing steps of such alloys at high temperatures arises, such as in melting and casting, and There is still a risk that that in the metal fittings and taps from water systems lead into drinking water.

Aus diesen Gründen sind die Vereinigten Staaten sowie andere entwickelte Nationen in den letzten Jahren dazu übergegangen, die Standards für Blei enthaltende Kupferlegierungen zu verschärfen, um den zulässigen Anteil an Blei in Kupferlegierungen drastisch zu verringern. Auch in Japan wurde die Verwendung von Blei enthaltenden Legierungen zunehmend eingeschränkt und es besteht eine steigende Nachfrage nach der Entwicklung von Automatenkupferlegierungen mit geringem Bleigehalt.Out these reasons are the United States as well as other developed nations in over the last few years, the standards for To sharpen lead-containing copper alloys to the allowable percentage to drastically reduce lead in copper alloys. Also in Japan The use of lead-containing alloys has been increasing limited and there is an increasing demand for the development of Automated copper alloys with low lead content.

Die Verwendung einer modifizierten Form der Silicium-Messing-Legierung mit geringem Bleigehalt C87800 für Hähne und Armaturen ist bekannt aus „Silicon-Brass: An alternative for lead-free faucets and fittings" – Mannheim et al., Jahreskongress – Associaco Brasileira de Metalurgia e Materials (1997), 52ste (II Congresso), 5012 503.The Use of a modified form of the silicon-brass alloy with low lead content C87800 for Taps and Fittings is known from "Silicon-Brass: An alternative for lead-free faucets and fittings "- Mannheim et al., Annual Congress - Associaco Brasileira de Metalurgia e Materials (1997), 52nd (II Congresso), 5012 503.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY THE INVENTION

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Automatenkupferlegierung anzugeben, die einen äußerst geringen Anteil (0,02 bis 0,4 Gewichtsprozent) an Blei als ein die Bearbeitbarkeit verbesserndes Element enthält und dennoch über eine hervorragende Bearbeitbarkeit verfügt, die als sicherer Ersatz für eine herkömmliche leicht zu schneidende Bleilegierung mit hohem Bleigehalt eingesetzt werden kann und dabei keine Umweltprobleme mit sich bringt, während die Wiederverwertung von Spänen ermöglicht ist, und die somit eine zeitgemäße Antwort auf den steigenden Bedarf an Produkten mit verringertem Bleigehalt darstellt.aim The present invention is an automatic copper alloy indicate a very small Proportion (0.02 to 0.4 weight percent) of lead as the workability contains improving element and yet about It has excellent machinability as a safe replacement for one conventional easy to cut lead alloy used with high lead content can be and does not bring environmental problems while the Recycling chips allows is, and thus a timely response to the increasing demand for products with reduced lead content represents.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Automatenkupferlegierung anzugeben, die zuhöchst korrosionsresistent ist, dabei über eine hervorragende Bearbeitbarkeit verfügt und sich als Grundmaterial für Schneid-, Schmied- und Gussarbeiten und dergleichen eignet, was der Legierung einen hohen praktischen Wert verleiht. Zu den Schneid-, Schmied- und Gussarbeiten zählen Wasserhähne, Metallarmaturen für die Wasserzufuhr, den Wasserablauf, Ven tile, Schlaucharmaturen, Heißwasserzufuhrrohrarmaturen, Schacht- und Wärmetauscherteile.Another object of the present invention is to provide a vat copper alloy which is highly corrosion resistant, excellent in machinability and suitable as a base material for cutting, forging and casting works and the like, giving the alloy a high practical value. The cutting, forging and casting works include taps, metal fittings for water supply, drainage, valves, hose fittings, hot water supply pipe fittings, shaft and heat exchanger parts.

Weiterhin ist es ein Ziel der Erfindung, eine Automatenkupferlegierung anzugeben, die eine hohe Festigkeit und Abnutzungsresistenz aufweist und dabei leicht zu schneiden ist, wobei sie sich als Grundmaterial zum Herstellen von Schneid-, Schmied- und Gussarbeiten und dergleichen eignet, welche einer hohen Festigkeit und Abnutzungsresistenz bedürfen, wie beispielsweise Lager, Bolzen, Muttern, Buchsen, Getriebe, Nähmaschinen und Teile von Hydrauliksystemen, wodurch der Legierung ein hoher praktischer Wert verliehen ist.Farther it is an object of the invention to provide a vat copper alloy which has a high strength and wear resistance and thereby easy to cut, using as a base material to make of cutting, forging and casting works and the like, which require high strength and wear resistance, such as For example, bearings, bolts, nuts, bushings, gears, sewing machines and parts of hydraulic systems, making the alloy a high practical value.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine Automatenkupferlegierung anzugeben, die eine hervorragende Oxidationsresistenz bei hohen Temperaturen hat und dabei leicht zu schneiden ist, wobei sie sich als Grundmaterial zum Herstellen von Schneid-, Schmied- und Gussarbeiten und dergleichen eignet, bei denen eine starke Oxidationsresistenz äußerst wichtig ist, wie beispielsweise bei Düsen für Kerosin und Gasheizungen, Brennerköpfen und Gasdüsen für Heißwasserspender, wodurch der Legierung ein hoher praktischer Wert verliehen ist.One Another object of the invention is an automatic copper alloy indicate that excellent oxidation resistance at high Temperatures and is easy to cut, where they are as Base material for making cutting, forging and casting works and the like where strong oxidation resistance is extremely important is, as with nozzles for kerosene and gas heaters, burner heads and gas nozzles for hot water dispensers, whereby the alloy is given a high practical value.

Die den vorliegenden Erfindungen zugrunde liegenden Ziele werden erreicht durch Angabe der folgenden Kupferlegierung:

1. Eine Automatenkupferlegierung, die leicht zu schneiden ist, eine hervorragend hohe Festigkeit und hohe Korrosionsresistenz aufweist und zusammengesetzt ist aus 62 bis 78 Gewichtsprozent Kupfer; 2,5 bis 4,5 Gewichtsprozent Silicium; 0,02 bis 0,4 Gewichtsprozent Blei; mindestens ein Element ausgewählt aus 0,3 bis 3,0 Gewichtsprozent Zinn, 0,2 bis 2,5 Gewichtsprozent Aluminium und 0,02 bis 0,25 Gewichtsprozent Phosphor; sowie mindestens ein Element ausgewählt aus 0,7 bis 3,5 Gewichtsprozent Mangan und 0,7 bis 3,5 Gewichtsprozent Nickel; und die übrigen Gewichtsprozent Zink, und wobei die Metallstruktur der Automatenkupferlegierung mindestens eine Phase ausgewählt aus der γ (Gamma-)Phase und der κ (Kappa-)Phase hat.

The objects underlying the present invention are achieved by indicating the following copper alloy:

1. A vitrified copper alloy which is easy to cut, has excellent high strength and high corrosion resistance, and is composed of 62 to 78% by weight of copper; 2.5 to 4.5 weight percent silicon; 0.02 to 0.4 weight percent lead; at least one element selected from 0.3 to 3.0 weight percent tin, 0.2 to 2.5 weight percent aluminum and 0.02 to 0.25 weight percent phosphorus; and at least one element selected from 0.7 to 3.5 weight percent manganese and 0.7 to 3.5 weight percent nickel; and the remaining weight percent zinc, and wherein the metal structure of the vitrified copper alloy has at least one phase selected from the γ (gamma) phase and the κ (kappa) phase.

Mangan und Nickel verbinden sich mit Silicium, wodurch intermetallische Verbindungen mit den Bezeichnungen MnxSiy oder NixSiy entstehen, welche in der Matrix gleichmäßig abgeschieden sind und dadurch die Abnutzungsresistenz und die Festigkeit erhöhen. Deshalb wird durch Zugabe von Mangan und Nickel, oder von nur einem der beiden, die Festigkeit und Abnutzungsresistenz verbessert. Derarti ge Wirkungen stellen sich ein, wenn Mangan und Nickel jeweils in einer Menge von nicht weniger als 0,7 Gewichtsprozent zugegeben werden. Der Sättigungszustand wird jedoch bei 3,5 Gewichtsprozent erreicht, und selbst wenn die Zugabe diesen Wert übersteigt, werden keine proportional verbesserten Ergebnisse erzielt. Die Zugabe von Silicium ist unter Abstimmung mit der Zugabe von Mangan oder Nickel bei einer Menge von 2,5 bis 4,5 Gewichtsprozent festgesetzt, wobei der Verbrauch bei der Bildung intermetallischer Verbindungen mit diesen Elementen berücksichtigt ist.manganese and nickel combine with silicon, creating intermetallic Compounds with the names MnxSiy or NixSiy arise, which are evenly deposited in the matrix and thereby increase the wear resistance and the strength. Therefore is made by adding manganese and nickel, or just one of the both, which improves strength and wear resistance. Derarti ge Effects occur when manganese and nickel are each in one Amount of not less than 0.7 weight percent may be added. The saturation state however, is achieved at 3.5 weight percent, and even if the Addition exceeds this value, No proportionally improved results are achieved. The addition of silicon is in coordination with the addition of manganese or Nickel at a rate of 2.5 to 4.5 percent by weight, the consumption in the formation of intermetallic compounds taken into account with these elements is.

Es sei ebenfalls darauf hingewiesen, dass Zinn, Aluminium und Phosphor helfen, die Alphaphase in der Matrix zu verstärken, wodurch die Bearbeitbarkeit verbessert wird. Zinn und Phosphor dispergieren die Alpha- und Gammaphase, durch welche die Festigkeit, die Abnutzungsresistenz und auch die Bearbeitbarkeit verbessert werden. Bei einer Menge von 0,3 Gewichtsprozent oder mehr verbessert Zinn wirksam die Festigkeit und die Bearbeitbarkeit. Überschreitet die Zugabe jedoch 3,0 Gewichtsprozent, so verschlechtert sich die Formbarkeit. Deshalb ist die Zugabe von Zinn bei einer Menge von 0,3 bis 3,0 Gewichtsprozent festgesetzt, um die Festigkeit und die Abnutzungsresistenz zu erhöhen und die Bearbeitbarkeit zu verbessern. Auch Aluminium trägt zur Verbesserung der Abnutzungsresistenz bei und zeigt seine die Matrix verstärkende Wirkung, wenn es in einer Menge von 0,2 Gewichtsprozent oder mehr zugegeben wird. Überschreitet die Zugabe jedoch 2,5 Gewichtsprozent, so verschlechtert sich die Formbarkeit. Deshalb ist mit dem Ziel einer verbesserten Bearbeitbarkeit die Zugabe von Aluminium bei einer Menge von 0,2 bis 2,5 Gewichtsprozent festgesetzt. Die Zugabe von Phosphor dispergiert ebenfalls die Gammaphase und pulverisiert gleichzeitig die Kristallkörner in der Alphaphase in der Matrix, wodurch die Formbarkeit unter Hitzeeinwirkung verbessert wird sowie die Festigkeit und Abnutzungsresistenz. Ferner verbessert es sehr wirksam die Fließeigenschaften des Schmelzmetalls beim Gießen. Solche Ergebnisse werden erzielt, wenn Phosphor in einer Menge von 0,02 bis 0,25 Gewichtsprozent zugegeben wird. Der Kupfergehalt ist bei 62 bis 78 Gewichtsprozent festgesetzt, und zwar unter Berücksichtigung der Zugabe von Silicium und den Eigenschaften von Mangan und Nickel, die sich mit Silicium verbinden.It It should also be noted that tin, aluminum and phosphorus help to reinforce the alpha phase in the matrix, reducing the workability is improved. Tin and phosphorus disperse the alpha and gamma phases, through which the strength, the wear resistance and also the Machinability can be improved. At a level of 0.3 percent by weight or more, tin effectively improves the strength and machinability. exceeds however, the addition of 3.0% by weight deteriorates moldability. Therefore, the addition of tin is in an amount of 0.3 to 3.0 Weight percent fixed to the strength and the wear resistance to increase and to improve machinability. Aluminum also contributes to the improvement the resistance to wear and shows its matrix reinforcing effect when it is added in an amount of 0.2% by weight or more. exceeds the addition, however, 2.5 percent by weight, the deteriorates Formability. That is why with the aim of improved machinability the addition of aluminum at an amount of 0.2 to 2.5 weight percent set. The addition of phosphorus also disperses the gamma phase and simultaneously pulverizes the crystal grains in the alpha phase in the Matrix, which improves the moldability under heat as well as the strength and wear resistance. Further improved It very effective the flow properties of the molten metal during casting. Such results are achieved when phosphorus in an amount of 0.02 to 0.25 weight percent is added. The copper content is at 62 to 78 weight percent, taking into account the addition of silicon and the properties of manganese and nickel, which connect with silicon.

In der Matrix bildet Blei keine feste Lösung, sondern dispergiert in körniger Form, wodurch die Bearbeitbarkeit verbessert wird. Silicium verbessert die Schneideeigenschaften, indem es in der Metallstruktur eine Gammaphase (in manchen Fällen eine Kappaphase) produziert. Somit sind beide Elemente darin gleich, dass sie die Bearbeitbarkeit verbessern, obgleich sie sich in ihrem Beitrag zu den Eigen schaften der Legierung sehr unterscheiden. Diesem Wissen Rechnung tragend wird der erfindungsgemäßen Legierung anstelle von Blei Silicium zugegeben, um eine von der Industrie geforderte gute Bearbeitbarkeit zu erzielen, während der Bleigehalt stark reduziert werden kann. Somit verfügt die erfindungsgemäße Legierung über eine verbesserte Bearbeitbarkeit durch das Bilden einer Gammaphase durch Zugeben von Silicium.In In the matrix, lead does not form a solid solution but disperses into grained Shape, whereby the workability is improved. Silicon improved the cutting properties by forming a gamma phase in the metal structure (in some cases a kappaphase). Thus, both elements are the same, that they improve machinability, albeit in their own right Contribution to the properties of the alloy are very different. this Knowledge takes into account the alloy according to the invention instead of Lead silicon added to a good demanded by the industry To achieve machinability while the lead content can be greatly reduced. Thus, the alloy according to the invention has a improved machinability by forming a gamma phase Add silicon.

Bei Zugabe von weniger als 2,0 Gewichtsprozent Silicium kann keine Gammaphase gebildet werden, die ausreichend wäre, um ein für die Industrie zufrieden stellendes Ergebnis hinsichtlich der Bearbeitbarkeit zu erzielen. Mit erhöhter Zugabe von Silicium ist eine verbesserte Bearbeitbarkeit erreicht. Ab einem Anteil von mehr als 4,5 Gewichtsprozent Silicium verbessert sich die Bearbeitbarkeit allerdings nicht mehr proportional. Das Problem ist jedoch, dass Silicium einen hohen Schmelzpunkt und ein geringes spezifisches Gewicht hat und auch oxidationsempfindlich ist. Wenn Silicium in einfacher Form beim Schmelzen in den Ofen gegeben wird, so schwimmt das Silicium auf dem geschmolzenen Metall und oxidiert zu Oxiden von Silicium oder zu Silicium-Oxid, wodurch die Produktion einer siliciumhaltigen Kupferlegierung problematisch ist. Beim Herstellen eines Gussblocks aus einer siliciumhaltigen Kupferlegierung wird Silicium daher meist in der Form einer Cu-Si-Legierung zugegeben, was zu erhöhten Herstellungskosten führt. Auch hinsichtlich der Kosten zur Herstellung der Legierung ist es nicht wünschenswert, Silicium in einer Menge über dem Sättigungspunkt oder -plateau einer verbesserten Bearbeitbarkeit – 4,0 Gewichtsprozent – beizufügen. Die Zugabe von Silicium verbessert nicht nur die Bearbeitbarkeit, sondern auch die Fließeigenschaften des Schmelzmetalls beim Gießen, die Festigkeit, die Abnutzungsresistenz, die Resistenz gegenüber Spannungsrisskorrosion (engl.: stress corrosion cracking), die Oxidationsresistenz bei hohen Temperaturen. Aber auch die Formbarkeit und Entzinkungskorrosionsresistenz (engl.: dezincing corrosion resistance) wird zu einem gewissen Grad erhöht.at Addition of less than 2.0 weight percent silicon can not gamma phase be formed, which would be sufficient to one for the industry satisfactory result in terms of machinability. With increased Addition of silicon has achieved improved machinability. Improved from a proportion of more than 4.5 weight percent silicon However, the machinability is no longer proportional. The However, the problem is that silicon has a high melting point and a has low specific gravity and also sensitive to oxidation is. When silicon in a simple form when melting in the oven is given, the silicon floats on the molten metal and oxidizes to oxides of silicon or to silicon oxide, thereby the production of a silicon-containing copper alloy problematic is. When making a cast block from a silicon-containing Copper alloy is therefore usually silicon in the form of a Cu-Si alloy added, which increased Production costs leads. Also in terms of the cost of producing the alloy is not desirable Silicon in a lot over the saturation point or plateau of improved workability - 4.0% by weight. The Addition of silicon not only improves machinability, but also also the flow properties of the molten metal during casting, the Strength, resistance to wear, resistance to stress corrosion cracking (English: stress corrosion cracking), the oxidation resistance at high temperatures. But also the moldability and Entzinkungskorrosionsresistenz (English: declining corrosion resistance) is to some extent elevated.

Daher wird die Zugabe von Blei bei 0,02 bis 0,4 Gewichtsprozent festgesetzt. Bei der erfindungsgemäßen Legierung ist eine ausreichend gute Bearbeitbarkeit erzielt durch Zugabe von Silicium, das die oben genannte Wirkung hat, auch wenn die Zugabe von Blei reduziert ist. Dennoch muss Blei zu nicht weniger als 0,02 Gewichtsprozent zugegeben werden, wenn die Legierung hinsichtlich der Bearbeitbarkeit gegenüber herkömmlichen Automatenkupferlegierungen besser sein soll, während eine Zugabe von Blei von über 0,4 Gewichtsprozent sich nachteilig auswirken und zu einer rauen Oberfläche führen würde sowie zu einer schlechten Bearbeitbarkeit unter Hitzeeinwirkung, wie beispielsweise beim Schmieden, und zu einer geringeren Formbarkeit im kalten Zustand. Inzwischen kann davon ausgegangen werden, dass ein derartig geringer Bleigehalt von nicht mehr als 0,4 Gewichtsprozent den Vorschriften zum zulässigen Bleigehalt trotz aller Strenge der Formulierung dieser Vorschriften in den hoch entwickelten Staaten, darunter auch Japan, auch in Zukunft entspricht. Daher wird der Bleigehalt für die erfindungsgemäße Legierung, die im Folgenden noch beschrieben wird, auf 0,02 bis 0,4 Gewichtsprozent festgesetzt.Therefore the addition of lead is set at 0.02 to 0.4 weight percent. In the alloy according to the invention is a sufficiently good workability achieved by adding Silicon, which has the above effect, even if the addition of lead is reduced. Nevertheless, lead must be no less than 0.02 Be added percent by weight when the alloy in terms the workability compared usual Automated copper alloys should be better while adding lead from above 0.4 percent by weight will be detrimental and rough surface to lead would as well to a poor workability under heat, such as when forging, and to a lower moldability in the cold state. Meanwhile, it can be assumed that such a lower Lead content of not more than 0.4 percent by weight of the regulations to the permissible Lead content, despite the strictness of the wording of these regulations in the highly developed countries, including Japan, in the future too equivalent. Therefore, the lead content for the alloy according to the invention, which will be described below, to 0.02 to 0.4 weight percent set.

Zinn wirkt auf die gleiche Weise wie Silicium. Das bedeutet, wenn Zinn zugegeben wird, entsteht eine Gammaphase und die Bearbeitbarkeit der Cu-Zn-Legierung wird verbessert. Daher könnte die Zugabe von Zinn zu der Cu-Si-Zn-Legierung die Bildung einer Gammaphase erleichtern und die Bearbeitbarkeit der Cu-Si-Zn-Legierung weiter verbessern. Die Gammaphase entsteht bei Zugabe von Zinn in einer Menge von 1,0 Gewichtsprozent oder mehr und erreicht ihren Sättigungspunkt bei 3,5 Gewichtsprozent Zinn. Übersteigt der Zinngehalt jedoch 3,5 Gewichtsprozent, so verschlechtert sich die Formbarkeit. Beträgt die Zugabe 0,3 Gewichtsprozent oder mehr, so wird das Zinn wirksam und dispergiert die von Silicium gebildete Gammaphase einheitlich. Durch diese die Gammaphase dispergierende Wirkung wird außerdem die Bearbeitbarkeit verbessert. Anders ausgedrückt, verbessert eine Zinnzugabe in einer Menge von nicht weniger als 0,3 Gewichtsprozent die Bearbeitbarkeit.tin acts in the same way as silicon. That means, if tin is added, creates a gamma phase and the workability the Cu-Zn alloy is improved. Therefore, the addition of tin to of the Cu-Si-Zn alloy facilitate the formation of a gamma phase and further improve the workability of the Cu-Si-Zn alloy. The gamma phase arises when adding tin in an amount of 1.0 percent by weight or more and reaches its saturation point at 3.5 weight percent tin. Exceeds the However, tin content 3.5 percent by weight, so deteriorates the Formability. is the addition of 0.3 wt% or more, the tin becomes effective and uniformly disperses the gamma phase formed by silicon. By this gamma phase dispersing effect is also the Machinability improved. In other words, a tin addition improves in an amount of not less than 0.3% by weight, the workability.

Phosphor hingegen hat keine die Gammaphase bildende Eigenschaft, wie sie Zinn und Aluminium haben. Doch bewirkt Phosphor, dass die Gammaphase einheitlich dispergiert und verteilt wird, die sich aufgrund der Zugabe von Silicium allein oder mit Zinn oder Aluminium oder mit beiden gebildet hat. Auf diese Weise wird die Verbesserung der Bearbeitbarkeit durch die Bildung der Gammaphase weiter vorangetrieben. Zusätzlich zum Dispergieren der Gammaphase hilft Phosphor beim Verfeinern der Kristallkörner in der Alphaphase in der Matrix, wobei Formbarkeit unter Hitzeeinwirkung, Festigkeit und Resistenz gegenüber Spannungsrisskorrosion verbessert werden. Weiterhin verbessert Phosphor die Fließeigenschaften des Schmelzmetalls beim Gießen beträchtlich. Um solche Ergebnisse zu erzielen, muss Phosphor in einer Menge zugegeben werden, die nicht geringer ist als 0,02 Gewichtsprozent. Übersteigt die Zugabe jedoch 0,25 Gewichtsprozent, kann kein proportionaler Effekt mehr erzielt werden. Vielmehr würde die Warmschmiedeeigenschaft und Extrudierbarkeit sinken.Phosphorus, on the other hand, does not have the gamma phase-forming property of tin and aluminum. However, phosphorus causes the gamma phase to be dispersed and dispersed uniformly due to the addition of silicon alone or with tin or aluminum or both. In this way, the improvement of machinability is further promoted by the formation of the gamma phase. In addition to dispersing the gamma phase, phosphorus aids in refining the crystal grains in the alpha phase in the matrix, thereby improving moldability under heat, strength and resistance to stress corrosion cracking. Furthermore, phosphorus significantly improves the flow properties of the molten metal during casting. To achieve such results, phosphorus must be added in an amount no less than 0.02 weight percent. However, if the addition exceeds 0.25% by weight, no proportional effect can be obtained. Rather, the hot forging feature and extrudability decline.

Zinn verbessert nicht nur die Bearbeitbarkeit sehr wirksam, sondern fördert auch die Korrosionsresistenz-Eigenschaften (Entzinkungskorrosionsresistenz) und Schmiedbarkeit. In anderen Worten, Zinn verbessert die Korrosionsresistenz in der Alphaphasenmatrix und durch das Dispergieren der Gammaphase auch die Korrosionsresistenz, die Schmiedbarkeit und die Resistenz gegenüber Spannungsrisskorrosion. Die erfindungsgemäße Legierung weist somit aufgrund der Eigenschaften von Zinn eine verbesserte Korrosionsresistenz auf und, hauptsächlich aufgrund des Silicium-Zusatzes, eine verbesserte Bearbeitbarkeit. Um die Korrosionsresistenz und auch die Schmiedbarkeit zu verbessern, müsste jedoch Zinn in einer Menge von mindestens 0,3 Gewichtsprozent zugegeben werden. Wenn hingegen mehr als 3,5 Gewichtsprozent zugegeben werden, verbessern sich Korrosionsresistenz und Schmiedbarkeit nicht proportional zur zugegebenen Menge Zinn. Dies ist in wirtschaftlicher Hinsicht nicht sinnvoll.tin not only improves the workability very effectively, but also promotes the corrosion resistance properties (dezincification corrosion resistance) and forgeability. In other words, tin improves corrosion resistance in the alpha phase matrix and by dispersing the gamma phase also the corrosion resistance, the forgeability and the resistance across from Stress corrosion cracking. The alloy according to the invention thus has due the properties of tin improved corrosion resistance on and, mainly due to the silicon additive, improved machinability. To improve the corrosion resistance and also the forgeability, should however, tin is added in an amount of at least 0.3% by weight become. In contrast, if more than 3.5% by weight is added, Corrosion resistance and forgeability do not improve proportionally to the added amount of tin. This is in economic terms not useful.

Während Silicium zugegeben wird, um die oben erwähnte Bearbeitbarkeit zu verbessern, kann dieses Element wie Phosphor auch die Fließeigenschaften des Schmelzmetalls beim Gießen verbessern. Die Wirkung von Silicium beim Verbessern der Fließeigenschaften des Schmelzmetalls zeigt sich, wenn es in einer Menge von nicht weniger als 2,0 Gewichtsprozent zugegeben wird. Die Zugabemenge zur Verbesserung der Fließeigenschaften liegt über der Menge zum Verbessern der Bearbeitbarkeit.While silicon is added to the above To improve machinability, this element can be like phosphorus also the flow properties of the molten metal during casting improve. The effect of silicon in improving the flow properties of the molten metal shows up if it is in a lot of not less than 2.0 weight percent is added. The addition amount to improve the flow properties is over the amount to improve machinability.

Eine Automatenkupferlegierung, die zudem noch leichter zu schneiden ist, dadurch dass die erfindungsgemäße Legierung 30 Minuten bis 5 Stunden lang einer Hitzebehandlung bei 400 bis 600 °C unterzogen wird.A Automated copper alloy, which is also easier to cut, in that the alloy according to the invention Heat treatment at 400 to 30 minutes to 5 hours 600 ° C is subjected.

Die erfindungsgemäße Legierung enthält die Bearbeitbarkeit verbessernde Elemente, wie beispielsweise Silicium, und hat aufgrund der Zugabe derartiger Elemente eine hervorragende Bearbeitbarkeit. Die Wirkung dieser die Bearbeitbarkeit verbessernden Elemente kann durch eine Hitzebehandlung noch verstärkt werden. So unterliegt beispielsweise die erfindungsgemäße Legierung, die einen hohen Kupfergehalt aufweist, und in geringen Mengen Gammaphasen und in hohen Mengen Kappaphasen hat, bei einer Hitzebehandlung einem Wechsel von der Kappa- zur Gammaphase. Im Ergebnis wird die Gammaphase fein dispergiert und abgeschieden und die Bearbeitbarkeit verbessert. Beim Herstellungsprozess von Gussstücken, Streckmetallen (engl.: expanded metals) und Heiß-Schmiedstücken werden die Materialien in der Praxis oft druckluftgekühlt oder wassergekühlt in Abhängigkeit von den Schmiedebedingungen und der Produktivität nach der Hit zebehandlung (Extrusion unter Hitzeeinwirkung, Heißschmeiden etc.), der Arbeitsumgebung und anderen Faktoren. Insbesondere die erfindungsgemäße Legierung mit geringem Kupfergehalt hat eine recht geringe Gammaphase und eine Betaphase. Bei einer Hitzebehandlung wird die Betaphase in eine Gammaphase umgewandelt und die Gammaphase wird fein dispergiert und abgeschieden, wobei sich die Bearbeitbarkeit verbessert.The alloy according to the invention contains workability improving elements, such as silicon, and has excellent because of the addition of such elements Machinability. The effect of these machinability improving Elements can be enhanced by a heat treatment. For example, the alloy according to the invention, which has a high Has copper content, and in small amounts gamma phases and in high amounts of kappa phases has a change in heat treatment from the kappa to the gamma phase. As a result, the gamma phase becomes fine dispersed and deposited and improved machinability. In the manufacturing process of castings, expanded metals expanded metals) and hot-forged pieces the materials in practice often compressed air cooled or water cooled depending on forging conditions and productivity after heat treatment (Extrusion under heat, heat, etc.), the working environment and other factors. In particular, the alloy according to the invention with low copper content has a fairly low gamma phase and a beta phase. In a heat treatment, the beta phase becomes a gamma phase is converted and the gamma phase is finely dispersed and deposited, whereby the workability improves.

Eine Hitzebehandlung bei weniger als 400 °C ist jedoch nicht in jedem Fall ökonomisch und praktisch, da die zuvor beschriebene Phasenumwandlung langsam vorangeht und viel Zeit benötigt wird. Bei Temperaturen über 600 °C steigt die Kappaphase jedoch an oder die Betaphase erscheint, so dass hinsichtlich der Bearbeitbarkeit kein verbessertes Ergebnis erzielt wird. Aus praktischer Sicht ist es daher wünschenswert, die Hitzebehandlung 30 Minuten bis 5 Stunden lang bei 400 bis 600 °C durchzuführen.A However, heat treatment at less than 400 ° C is not in everyone Case economically and practical, since the phase transformation described above is slow goes ahead and takes a lot of time becomes. At temperatures above 600 ° C rises the kappa phase, however, or the beta phase appears, so that in terms of the machinability no improved result is achieved. Out from a practical point of view it is therefore desirable heat treatment at 400 to 600 ° C for 30 minutes to 5 hours.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSHORT DESCRIPTION THE DRAWING

1 zeigt Perspektivansichten des Schneidabfalls, der beim Schneiden eines runden Kupferlegierungsblocks in einer Drehbank gebildet wird. 1 Figure 11 shows perspective views of the cutting waste formed when cutting a round copper alloy block in a lathe.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Beispiel 1example 1

Als erste Beispielsreihe der vorliegenden Erfindung wurden zylindrische Gussblöcke mit den in den Tabellen 1 bis 3 gezeigten Zusammensetzungen und jeweils mit einem Außendurchmesser von 100 mm und einer Länge von 150 mm bei 750 °C zu einem runden Block mit einem Außendurchmesser von 15 mm extrudiert, um die Teststücklegierungen Nr. 7001 bis 7029 zu erzeugen.When first exemplary series of the present invention were cylindrical ingots with the compositions shown in Tables 1 to 3 and each with an outer diameter of 100 mm and one length of 150 mm at 750 ° C extruded into a round block with an outer diameter of 15 mm, around the test piece alloys No. 7001 to 7029.

Als Vergleichsbeispiele wurden zylindrische Gussblöcke mit den in Tabelle 4 dargestellten Zusammensetzungen und jeweils mit einem Außendurchmesser von 100 mm und einer Länge von 150 mm derart unter Hitzeeinwirkung bei 750 °C zu einem runden Block mit einem Außendurchmesser von 15 mm extrudiert, dass sie die folgenden runden extrudierten Teststücke lieferten: Nr. 13001 bis 13006 (im Folgenden als „herkömmliche Legierungen" bezeichnet). Nr. 13001 entspricht der Legierung „JIS C 3604", Nr. 13002 der Legierung „CDA C 36000", Nr. 13003 der Legierung „JIS C 3771" und Nr. 13004 der Legierung „CDA C 69800". Nr. 13005 entspricht der Legierung „JIS C 6191". Diese Aluminiumbronze ist hinsichtlich ihrer Festigkeit und Abnutzungsresistenz die beste unter den gestreckten Kupferlegierungen der JIS-Norm. Nr. 13006 entspricht der Marinemessinglegierung „JIS C 4622" und ist hinsichtlich ihrer Korrosionsresistenz die beste unter den JIS-Legierungen.As comparative examples, cylindrical ingots having the compositions shown in Table 4 and each having an outer diameter of 100 mm and a length of 150 mm were so submerged Heat reaction at 750 ° C into a round block having an outer diameter of 15 mm extruded to give the following round extruded test pieces: No. 13001 to 13006 (hereinafter referred to as "conventional alloys") No. 13001 corresponds to the alloy "JIS C 3604 ", No. 13002 of the alloy" CDA C 36000 ", No. 13003 of the alloy" JIS C 3771 "and No. 13004 of the alloy" CDA C 69800. "No. 13005 corresponds to the alloy" JIS C 6191 ". This aluminum bronze is the best among the stretched copper alloys of the JIS standard in terms of strength and wear resistance. No. 13006 corresponds to marine brass alloy "JIS C 4622" and is the best among JIS alloys in corrosion resistance.

Um die Bearbeitbarkeit der erfindungsgemäßen Legierungen im Vergleich zu den herkömmlichen Legierungen zu testen, wurden Schneidetests durchgeführt. In den Tests wurden Wertungen auf der Basis der Schneidkraft, des Zustands der Späne und der Schnittoberfläche abgegeben. Die Tests wurden wie folgt durchgeführt: Die derart gewonnenen extrudierten Teststücke wurden in einer Drehbank mit spitz zulaufendem, geradem Drehmeißel (engl.: lathe provided with a point nose straight tool) an der Umfangsfläche mit einem Spanwinkel von – 8 Grad und einer Schneidegeschwindigkeit von 50 Meter/Minute, einer Schneidetiefe von 1,5 mm und einer Vorschubgeschwindigkeit von 0,11 mm/rev. geschnitten. Die von einem an dem Werkzeug montierten Dreikomponenten-Dynamometer abgegebenen Signale wurden in elektrische Spannungssignale umgewandelt und in einem Aufzeichnungselement aufgezeichnet. Die Signale wurden sodann in den Schneidewiderstand umgewandelt. Es sei darauf hingewiesen, dass zwar, um genau zu sein, die quantitative Beschaffenheit des Schneidewiderstands anhand von drei Komponenten – Schneidkraft, Vorschubkraft und Schubkraft – betrachtet werden sollte, die Beurteilung im vorliegenden Beispiel jedoch auf der Basis der Schneidkraft (N) dieser drei Komponenten gemacht wurde. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 5 und 6 dargestellt.Around the workability of the alloys of the invention in comparison to the conventional ones Alloys were tested by cutting tests. In The tests were scores based on the cutting force, the condition the chips and the cut surface issued. The tests were carried out as follows: The thus obtained extruded test pieces were in a lathe with tapered, straight lathe tool (Engl. provided with a point nose straight tool) on the peripheral surface a rake angle of - 8 Degree and a cutting speed of 50 meters / minute, one Cutting depth of 1.5 mm and a feed rate of 0.11 mm / rev. cut. That of a three-component dynamometer mounted on the tool emitted signals were converted into electrical voltage signals and recorded in a recording element. The signals were then converted to the cutting resistance. It should be noted that, to be precise, the quantitative nature of Cutting resistance based on three components - cutting force, feed force and thrust - considered should be, the assessment in the present example, however, on the basis of the cutting force (N) of these three components was made. The results are shown in Tables 5 and 6.

Weiterhin wurden die beim Schneiden entstehenden Späne untersucht und, wie in 1 dargestellt, in vier Formen (A) bis (D) eingeteilt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 5 und 6 aufgelistet. In dieser Hinsicht sind die Späne in Form einer Spirale mit drei oder mehr Windungen wie in (D) der 1 schwer zu verarbeiten, d. h. zur Rückgewinnung oder Wiederverwertung einzusetzen, und können beim Schneidevorgang hinderlich sein, wenn sie sich beispielsweise in dem Werkzeug verfangen oder die Oberfläche des geschnittenen Metalls beschädigen. Späne in Form einer bogenförmigen Spirale, die eine halbe Windung bis zu zwei Windungen hat, wie in (C) der 1 dargestellt, verursachen keine derart gravierenden Probleme wie die Späne in Form einer Spirale mit drei oder mehr Windungen, sind aber dennoch nicht leicht zu beseitigen und können sich in dem Werkzeug verfangen oder die Oberfläche des geschnittenen Metalls beschädigen. Im Gegensatz hierzu verursachen Späne in Form von feinen Nadeln, wie in (A) der 1 dargestellt, oder in Form von bogenförmigen Stücken, wie in (B) dargestellt, keine der soeben genannten Probleme, sie sind nicht voluminös wie die Späne aus (C) und (D), und sie sind leicht zu verarbeiten. Dennoch können feine Späne wie jene in (A) in die Gleitfläche des Bearbeitungswerkzeugs, wie beispielsweise einer Drehbank, eindringen und mechanische Probleme verursachen, oder sie können in dem Finger, dem Auge oder anderen Körperteilen des Arbeiters stecken bleiben. In Anbetracht dessen ist bei der Beurteilung der Bearbeitbarkeit die Legierung mit den Spänen (B) als beste anzusehen, wobei die zweitbeste die mit den Spänen aus (A) ist. Die Legierungen, bei denen die Späne aus (C) und (D) erzeugt werden, sind nicht gut. In den Tabellen 5 und 6 sind die Legierungen mit den in (B), (A), (C) und (D) dargestellten Spänen jeweils mit den Symbolen „⌾", „O", „Δ" und „x" bezeichnet.Furthermore, the chips produced during cutting were examined and, as in 1 shown, divided into four forms (A) to (D). The results are listed in Tables 5 and 6. In this regard, the chips are in the form of a spiral with three or more turns as in (D) of 1 difficult to process, ie to use for recovery or recycling, and can be a hindrance to the cutting process, for example, when they get caught in the tool or damage the surface of the cut metal. Shavings in the form of an arcuate spiral having half a turn up to two turns, as in (C) of 1 however, do not cause such serious problems as the chips in the form of a spiral having three or more turns, but are not easy to remove and may get caught in the tool or damage the surface of the cut metal. In contrast, chips in the form of fine needles cause, as in (A) 1 as shown in (B), they are not bulky like the chips of (C) and (D), and they are easy to process. Nevertheless, fine chips such as those in (A) may penetrate into the sliding surface of the machining tool such as a lathe and cause mechanical problems, or may get stuck in the worker's finger, eye or other body parts. In view of this, in the evaluation of machinability, the alloy with the chips (B) is considered best, with the second best being the one with the chips of (A). The alloys in which the chips of (C) and (D) are produced are not good. In Tables 5 and 6, the alloys having the chips shown in (B), (A), (C) and (D) are respectively denoted by the symbols "⌾", "O", "Δ" and "x".

Zudem wurde die Oberflächenbeschaffenheit des geschnittenen Metalls nach dem Schneiden überprüft. Die Ergebnisse hierzu sind in den Tabellen 5 und 6 dargestellt. In diesem Zusammenhang ist die für gewöhnlich verwendete Basis zur Angabe der Oberflächenrauigkeit die maximale Rauigkeit (Rmax). Während die Anforderungen je nach Anwendungsbereich der Messingartikel unterschiedlich sind, werden Legierungen mit Rmax < 10 Mikronen allgemein als hervorragend in ihrer Bearbeitbarkeit angesehen. Legierungen mit 10 Mikronen ≤ Rmax < 15 Mikronen werden als industriell akzeptabel angesehen, während Legierungen mit Rmax 15 Mikronen als schlecht zu bearbeiten angesehen werden. In den Tabellen 5 und 6 sind die Legierungen mit Rmax < 10 Mikronen mit „O" gekennzeichnet, diejenigen mit 10 Mikronen ≤ Rmax < 15 Mikronen mit „Δ" und die Legierungen mit Rmax ≥ 15 Mikronen sind anhand des Symbols „x" dargestellt.moreover became the surface texture Check the cut metal after cutting. The results are shown in Tables 5 and 6. In this context is the for usually base used to indicate the surface roughness the maximum Roughness (Rmax). While the Requirements vary depending on the field of application of the brass articles are alloys with Rmax <10 Microns are generally considered excellent in their machinability. Alloys with 10 microns ≤ Rmax <15 microns considered industrially acceptable, while alloys with Rmax 15 Microns are considered to be bad to work on. In the tables 5 and 6, the alloys with Rmax <10 microns are marked with "O", those with 10 microns ≤ Rmax <15 microns with "Δ" and the alloys with Rmax ≥ 15 Microns are represented by the symbol "x".

Wie sich aus den Ergebnissen der in den Tabellen 5 und 6 gezeigten Schneidetests ergibt, entsprechen die erfindungsgemäßen Legierungen in ihrer Bearbeitbarkeit allesamt den herkömmlichen bleihaltigen Legierungen Nr. 13001 bis 13003. Es ist festzustellen, dass eine geeignete Hitzebehandlung die Bearbeitbarkeit der erfindungsgemäßen Legierungen weiter verbessern könnte.As from the results of the cutting tests shown in Tables 5 and 6 results, the alloys according to the invention correspond in their workability all the conventional ones leaded alloys Nos. 13001 to 13003. It should be noted that that a suitable heat treatment, the machinability of the alloys of the invention could further improve.

In einer weiteren Testreihe wurden die erfindungsgemäßen Legierungen im Vergleich zu den herkömmlichen Legierungen hinsichtlich ihrer Formbarkeit unter Hitzeinwirkung und ihren mechanischen Eigenschaften untersucht. Zu diesem Zweck wurden wie folgt Warmdrucktests und Tests zur Bestimmung der mechanischen Festigkeit durchgeführt.In a further series of tests, the alloys according to the invention were heat-moldable and their mechanical properties compared with the conventional alloys investigated. For this purpose, hot pressure tests and mechanical strength tests were performed as follows.

Zuerst wurden zwei Teststücke, ein erstes und ein zweites Teststück, mit einem gleichen Außendurchmesser von 15 mm und einer Länge von 25 mm aus jedem der zuvor beschriebenen extrudierten Teststücke geschnitten. Bei den Warmdrucktests wurde das erste Teststück 30 Minuten lang einer Temperatur von 700 °C ausgesetzt und sodann mit einer Kompressionsrate von 70 Prozent in Achsenrichtung zusammengedrückt, um die Länge von 25 mm auf 7,5 mm zu reduzieren. Die Oberflächenbeschaffenheit nach dem Zusammendrücken (700 °C-Verformbarkeit) wurde visuell ausgewertet. Die Ergebnisse hierzu sind in den Tabellen 5 und 6 aufgezeigt. Die Auswertung der Verformbarkeit wurde durch visuelle Überprüfung auf Risse an der Seite des Teststücks durchgeführt. In den Tabellen 5 und 6 sind die Teststücke, bei denen keine Risse festgestellt werden konnten, mit „O" markiert; diejenigen mit kleinen Rissen mit „Δ" und die mit großen Rissen sind anhand des Symbols „x" dargestellt.First were two test pieces, a first and a second test piece, with an equal outer diameter of 15 mm and one length cut 25 mm from each of the previously described extruded test pieces. In the hot pressure tests, the first test piece became a temperature for 30 minutes exposed from 700 ° C. and then with a compression rate of 70 percent in the axial direction pressed together, around the length from 25 mm to 7.5 mm. The surface texture after the Compressing (700 ° C deformability) was visually evaluated. The results are in the tables 5 and 6 shown. The evaluation of the deformability was by visual verification on Cracks on the side of the test piece carried out. In Tables 5 and 6 are the test pieces in which there are no cracks could be detected, marked with "O", those with small cracks with "Δ" and those with big cracks are represented by the symbol "x".

Die zweiten Teststücke wurden mittels der allgemein angewandten Testmethode zur Bestimmung der Zugfestigkeit in N/mm² und der Dehnung in % einem Festigkeitstest unterzogen.The second test pieces were subjected to a strength test by the commonly used test method for determining the tensile strength in N / mm ² and the elongation in%.

Wie die in den Tabellen 5 und 6 dargestellten Ergebnisse der Wärmedruck- und Festigkeitstests zeigen, wurde bestätigt, dass die erfindungsgemäßen Legierungen hinsichtlich ihrer Formbarkeit unter Hitzeeinwirkung und ihren mechanischen Eigenschaften gleich oder besser sind als die herkömmlichen Legierungen Nr. 13001 bis 13004 und Nr. 13006 und dass sie für die Verwendung in der Industrie geeignet sind. Insbesondere die erfindungsgemäße Legierung hat dieselben mechanischen Eigenschaften wie die herkömmliche Legierung Nr. 13005, das ist die Aluminiumbronze, welche von den gestreckten Kupferlegierungen der JIS-Norm die höchste Festigkeit hat, und damit weisen sie verständlicherweise eine auffallend hohe Festigkeit auf.As the results of the heat-pressure tests shown in Tables 5 and 6 and strength tests, it was confirmed that the alloys of the present invention in terms of their moldability under heat and their mechanical Properties are equal or better than the conventional ones Alloys No. 13001 to 13004 and No. 13006 and that they are for use are suitable in the industry. In particular, the alloy according to the invention has the same mechanical properties as the conventional one Alloy no. 13005, that is the aluminum bronze, which comes from the stretched copper alloys of the JIS standard has the highest strength, and thus understandably a strikingly high strength.

Beispiel 2Example 2

Als zweite Beispielsreihe der vorliegenden Erfindung wurden kreisförmige zylindrische Gussblöcke mit den in den Tabellen 1 bis 3 gezeigten Zusammensetzungen und jeweils mit einem Außendurchmesser von 100 mm und einer Länge von 200 mm bei 700 °C zu einem runden Block mit einem Außendurchmesser von 35 mm extrudiert, um die Legierungen Nr. 7001a bis 7029a zu erzeugen. Parallel wurden kreisförmige zylindrische Gussblöcke mit den in Tabelle 4 angegebenen Zusammensetzungen und jeweils mit einem Außendurchmesser von 100 mm und einer Länge von 200 mm bei 700 °C zu einem runden Block mit 35 mm Außendurchmesser extrudiert, um die folgenden Legierungsteststücke zu erzeugen: Nr. 13001a bis 13006a als zweite Vergleichsbeispiele (im Folgenden als „herkömmliche Legierungen" bezeichnet). Es sei darauf hingewiesen, dass die Legierungen Nr. 7001a bis 7029a und Nr. 13001a bis 13006a jeweils dieselbe Zusammensetzung wie die vorgenannten Kupferlegierungen Nr. 7001 bis 7029 bzw. Nr. 13001 bis 13006 haben.When second example series of the present invention were circular cylindrical ingots with the compositions shown in Tables 1 to 3 and each with an outer diameter of 100 mm and one length of 200 mm at 700 ° C extruded into a round block with an outer diameter of 35 mm, to produce the alloys Nos. 7001a to 7029a. Parallel were circular cylindrical cast blocks with the compositions given in Table 4 and each with an outer diameter of 100 mm and one length of 200 mm at 700 ° C extruded into a round block with 35 mm outer diameter, to produce the following alloy test pieces: No. 13001a to 13006a as second comparative examples (hereinafter referred to as "conventional Alloys "). It should be noted that the alloys Nos. 7001a to 7029a and No. 13001a to 13006a each have the same composition as the foregoing Copper alloys No. 7001 to 7029 and No. 13001 to 13006 have.

Die Legierungen Nr. 7001a bis 7029a wurden hinsichtlich ihrer Abnutzungsresistenz im Vergleich zu den herkömmlichen Legierungen Nr. 13001a bis 13006a Tests unterzogen.The Alloys Nos. 7001a to 7029a were evaluated for their resistance to wear compared to the conventional ones Alloys No. 13001a to 13006a subjected to tests.

Die Tests wurden auf folgende Weise durchgeführt: Jedes derart gewonnene extrudierte Teststück wurde an der Umfangsfläche geschnitten, ausgehöhlt und auf ein ringförmiges Teststück mit 32 mm Außendurchmesser und 10 mm Dicke (d. h. die Länge in Achsenrichtung) reduziert. Anschließend wurde das Teststück an einer drehbaren Welle angeordnet und festgeklammert, und eine parallel zur Achse der Welle angeordnete Rolle mit 48 mm Durchmesser wurde unter einem Gewicht von 50 kg gegen das Teststück gepresst. Die Rolle war aus rostfreiem Stahl entsprechend der JIS-Norm SUS 304 hergestellt. Die SUS 304-Rolle und das gegen die Rolle gedrückte Teststück wurden sodann mit derselben Anzahl von Umdrehungen/Minute – 209 U/min – gedreht, wobei Multifunktions-Getriebeöl auf die Umfangsfläche des Teststücks gegeben wurde. Sobald die Umdrehungszahl 100.000 erreichte, wurden die SUS 304-Rolle und das Teststück angehalten, und die Gewichtsdifferenz zwischen den Zeitpunkten vor dem Drehen und nach dem Ende des Drehens, also der Gewichtsverlust nach Abnutzung in mg, wurde bestimmt. Es kann gesagt werden, dass die Legierungen mit geringerem Gewichtsverlust durch Abnutzung eine höhere Abnutzungsresistenz haben. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 8 bis 10 dargestellt.The Tests were carried out in the following way: Any such won was extruded test piece on the peripheral surface cut, hollowed out and on an annular test piece with 32 mm outer diameter and 10 mm thickness (i.e., the length in the axial direction). Subsequently, the test piece was attached to a arranged rotatable shaft and clamped, and a parallel to the axis of the shaft arranged roll with 48 mm diameter was under a weight of 50 kg pressed against the test piece. The role was made of stainless steel according to JIS standard SUS 304. The SUS 304 roll and the test piece pressed against the roll were then used with the same Number of revolutions / minute - 209 RPM - turned, being multifunction transmission oil on the peripheral surface of the test piece was given. Once the number of revolutions reached 100,000, the SUS 304 roll and the test piece stopped, and the weight difference between the times before the turning and after the end of the turning, so the weight loss after wear in mg, was determined. It can be said that the alloys with less weight loss by wear one higher Have wear resistance. The results are in Tables 8 to 10 shown.

Wie aus den in den Tabellen 8 bis 10 gezeigten Testergebnissen zur Abnutzungsresistenz deutlich wird, zeigten die Tests, dass die Legierungen Nr. 7001a bis 7029a eine hervorragende Abnutzungsresistenz aufweisen, und zwar nicht nur im Vergleich zu den herkömmlichen Legierungen Nr. 13001a bis 13004a und 13006a, sondern auch im Vergleich zu Nr. 13005a, einer Aluminiumbronze, die unter den gestreckten Kupferlegierungen der JIS-Norm zu den abnutzungsresistentesten gehört. Aus umfassenden Betrachtungen der Testergebnisse einschließlich der Spannungstestergebnisse kann sicher geschlossen werden, dass die erfindungs gemäße Legierung eine hervorragende Bearbeitbarkeit aufweist und dass zudem ihre Festigkeitseigenschaften und ihre Abnutzungsresistenz gleich gut oder besser sind als die der Aluminiumbronze, welche unter den gestreckten Kupferlegierungen nach der JIS-Norm die höchste Abnutzungsresistenz hat.As is clear from the abrasion resistance test results shown in Tables 8 to 10, the tests showed that the alloys Nos. 7001a to 7029a are excellent in wear resistance not only in comparison with the conventional alloys Nos. 13001a to 13004a and 13006a but also compared to No. 13005a, an aluminum bronze which is among the stretched copper alloys of the JIS standard among the most wear-resistant. From comprehensive considerations of the Tes Results including the stress test results can be safely concluded that the alloy according to the invention has excellent machinability and that, in addition, their strength properties and wear resistance are equal to or better than that of the aluminum bronze, which has the highest resistance to wear under the stretched copper alloys according to the JIS standard ,

[Tabelle 1]

[Table 1]

[Tabelle 2]

[Table 2]

[Tabelle 3]

[Table 3]

[Tabelle 4]

[Table 4]

[Tabelle 5]

[Table 5]

[Tabelle 6]

[Table 6]

Claims

Automated copper alloy, comprising 62 to 78 Weight percent copper; 2.5 to 4.5 weight percent silicon; 0.02 up to 0.4% by weight of lead; at least one item selected from 0.3 to 3.0 weight percent tin, 0.2 to 2.5 weight percent aluminum and 0.02 to 0.25 weight percent phosphorus; and at least one Item selected from 0.7 to 3.5 weight percent manganese and 0.7 to 3.5 weight percent nickel; and the rest Weight percent zinc, and wherein the metal structure of the automatic copper alloy at least one phase selected from the γ (gamma) phase and the κ (kappa) phase Has.

Automated copper alloy according to claim 1, which, when in a lathe with a tapered, straight turning tool on the peripheral surface with a rake angle of -8 (minus 8) and a cutting speed of 50 m / min, one Cutting depth of 1.5 mm and a feed rate of 0.11 mm / rev. is cut, chips which have one or more forms selected from a group consisting of an arched form and a fine needle shape.

Automated copper alloy according to claim 1 or 2, heat treatment at 400 for 30 minutes to 5 hours up to 600 ° C is subjected.