DE155908C

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Publication number: DE155908C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bekanntlich verbraucht die Technik neben | Eisen große Mengen der verschiedenartigsten Metallegierungen; besonders für die Zwecke des Schiffbaues sind solche Legierungen mit sehr großer Festigkeit notwendig. Dabei darf jedoch der Herstellungspreis solcher Legierungen eine gewisse Grenze nicht übersteigen, weil sie sonst für die praktische Anwendung zu teuer würden. Die bisherigen

ίο Kupferlegierungen, wie z. B. Messing (6o Kupfer, 40 Zink), Rotguß (80 Kupfer, 18 Zinn, 2 Blei), Phosphorbronze (80 Kupfer, 19 Zinn, ι Phosphor) sind gut bearbeitbar und besitzen auch zum. Teil genügende Festigkeit. Die Mischungs-Verhältnisse sind willkürliche und haben sich aus praktischen Versuchen ergeben. Es sind außerdem, wenn auch für andere Zwecke, schon Legierungen aus Kupfer, Zink, Aluminium mit geringen Zusätzen von Zinn, sowie aus Kupfer, Zink, Aluminium und Nickel beschrieben. Bei Herstellung all dieser Legierungen tritt, wenn nicht sehr sorgfältig und anhaltend umgerührt wird, leicht Entmischung der im Schmelzpunkt, sowie im spezifischen Gewicht stark verschiedenen Metalle ein, und es entsteht so in vielen Fällen ein ungleichmäßiger, roher Guß. Dies ist besonders leicht der Fall bei Legierungen, die Zink oder Phosphor enthalten, weil diese Stoffe leicht flüchtig und oxydierbar sind und ihre Oxyde als Schlacken die fertige Legierung verunreinigen.

Man hat zwar in verschiedenster Weise ver^: sucht, diese Schlacken aus dem Guß zu entfernen, aber einen durchgreifenden Erfolg in dieser Richtung noch nicht erzielt.

Auch die Legierung von 90 Kupfer und 10 Aluminium, von der man anfänglich glaubte, daß sie alle oben genannten Übelstände nicht besitze, hat sich in der Praxis nicht einführen können, da sie bei einer Festigkeit von 60 kg pro qcm bedeutend weniger gut bearbeitbar wie Messing und auch so teuer ist, daß sie nur in wenigen Fällen als Ersatz für Messing dienen kann.

Durch vorliegende Erfindung soll es nun gelungen sein, all den oben genannten Übelständen abzuhelfen und ein Verfahren zur Herstellung von Legierungen zu schaffen, die jeden Anforderungen entsprechen. Dies gelingt in der Weise, daß zunächst eine Legierung aus Kupfer, Zink, Aluminium und Silicium hergestellt wird, welche diese Stoffe im Verhältnis ihrer Atomgewichte enthält, und diese dann als Zusatz zu Legierungen aus Kupfer, Aluminium und Zink diesen sehr wertvolle Eigenschaften verleiht, so daß auf diese Weise Metallegierungen entstehen, welche eine Zugfestigkeit bis zu 100 kg aufweisen und wesentlich billiger als die sonstigen Bronzen sind. Es hat sich aus praktischen Versuchen ergeben, daß die so entstehenden Metallegierungen eine sehr große Härte haben und auch gegen chemische Einflüsse verhältnismäßig sehr widerstandsfähig sind.

Es ist zwar schon früher vorgeschlagen worden, Silicium als Zusatz zu Kupfer oder Kupferbronze zu benutzen, sowie Metalle im Verhältnis ihrer Atomgewichte zu legieren. Neu ist jedoch, eine Verbindung aus Kupfer, Aluminium, Zink und Silicium im Verhältnis der

Atomgewichte herzustellen und diese Verbindung zur Herstellung wertvoller Metallegierungen zu benutzen.

Zur Herstellung der neuen Verbindung verfährt man wie folgt:

Man schmilzt 65,4 Teile Zink und trägt in die Schmelze 27,1 Teile Aluminium ein. Diese beiden Metalle legieren sich leicht, worauf der gesamten Schmelze 28,4 Teile Silicium zugegeben werden. Die so erhaltene Verbindung aus Zink, Aluminium und Silicium wird dann in 63,0 Teile geschmolzenes Kupfer eingeschüttet.

Das Silicium wird in kristallinischer Form angewendet und es werden sonst chemisch reine Metalle verwendet.

Durch Zusatz der oben beschriebenen Kupfer-Aluminium-Zink-Siliciumverbindung zu Legierungen aus Kupfer, Zink und Aluminium entstehen sehr brauchbare Bronzen.

So erhält man z. B. eine Bronze von 60 bis 65 kg Zugfestigkeit und dem Preise guten Messings durch Zusammenschmelzen von 65 Teilen Kupfer, 25 Teilen Zink, 4,5 Teilen Alumininum und 5,5 Teilen Kupfer-Aluminium-Zink-Siliciumverbindung.

Eine Bronze von 100 kg Zugfestigkeit und der Zähigkeit. des besten Stahles erhält man aus 81 Teilen Kupfer, 13,5 Teilen Aluminium, 5,5 Teilen Kupfer-Zink-Aluminium-Siliciumverbindung.

Die letztgenannte Bronze ist auch sehr widerstandsfähig gegen chemische Agentien; es verhält sich ihre Gewichtsabnahme in Essigsäure (4prozentig) zu der von Phosphorbronze wie ι : 30, in Nordseewasser wie 1 : 80.

Das Material ist ganz porenfrei und zeigt unter dem Mikroskop keine Scheidung der einzelnen Bestandteile; auch umgeschmolzene Probestäbe zeigen keine Verminderung ihrer guten Eigenschaften.

Claims

Patent-Anspruch :

Verfahren zur Herstellung einer Kupferlegierung im Verhältnis der Atomgewichte ihrer einzelnen Bestandteile, dadurch gekennzeichnet, daß Kupfer, Zink, Aluminium und Silicium im Verhältnis ihrer Atomgewichte zusammengeschmolzen werden, zum Zwecke, mittels dieser Legierung die Erzeugung von Bronzen mit hoher Zugfestigkeit und Zähigkeit zu ermöglichen.