DE859804C

DE859804C - Copper alloys

Info

Publication number: DE859804C
Application number: DEV2730A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Burkhardt
Original assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Current assignee: Ver Deutsche Metallwerke AG
Priority date: 1950-10-05
Filing date: 1950-10-05
Publication date: 1952-12-15

Description

Kupferlegierungen Die unter dem Namen Bleibronzen als ausgezeichnete Lagerwerkstoffe bekannten Kupfer-Blei-Legierungen mit Bleigehalten von, to bis 5o0;ö haben den Nachteil, daß sie sich wegen des Auftretens von flüssigem Blei beim Anwärmen nicht warm verformen lassen und daß eine Kaltverformung dieser Legierungen in praktisch nutzbarem Maße nicht möglich ist. Ihr hervorragendes Einlauf- und Notlaufvermögen gehen in gleichem Maße zurück, indem zur Härtung oder Erzielung einer feineren Bleiverteilung Zusätze, wie Zinn, Aluminium, Mangan, Nickel, Eisen oder Kadmium, beigegeben werden. Schon bei einer Erhöhung der Härte durch solche Zusätze auf etwa über 4.o-Brinelleinh@eiten macht sich dieser Rückgang des Einlauf-und Notlaufvermögens bemerkbar. Da auch bisher keine anderen Lagerlegierungen bekannt waren, welche bei höherer Härte und Festigkeit gleiches Notlaufvermögen wie die binären Bleibronzen besitzen, so war man, um die guten Notlaufeigenschaften bestimmter weicher Lagerlegierungen auszunutzen, bisher gezwungen, diese im Verbund mit festeren Trägermetallen einzusetzen. Abgesehen von der immer bestehenden Gefahr deiner Loslösung des Lagermetalls von dem Stützmetall, verteuert die Verwendung von Verbundmetallen infolge ihrer schwierigen Herstellung und Verarbeitung solche Lager beträchtlich.Copper alloys The ones under the name lead bronzes as excellent Bearing materials known copper-lead alloys with lead contents of, to to 5o0; ö have the disadvantage that they are due to the appearance of liquid lead when heated do not allow hot working and that cold working of these alloys comes in handy usable dimensions is not possible. Your excellent running-in and emergency running ability go back to the same extent by hardening or achieving a finer distribution of lead Additives such as tin, aluminum, manganese, nickel, iron or cadmium can be added. Even if the hardness is increased by such additives to about 4.o-Brinelleinh@eiten This decrease in the running-in and emergency running capacity is noticeable. Since also so far no other bearing alloys were known which had higher hardness and strength have the same emergency running ability as the binary lead bronzes, so it was about the to take advantage of the good emergency running properties of certain soft bearing alloys, so far forced to use them in conjunction with stronger carrier metals. Apart from the ever-present risk of the bearing metal becoming detached from the supporting metal, increases the cost of using composite metals due to their difficult manufacture and processing such bearings considerably.

Die Erfindung löst die Aufgabe, die genannten Nachteile .der Kupfer-Blei-Legierungen zu beseitigen und eine Legierung höherer Härte zu entwickeln, welche das gute Notlaufvermögen und die hohe Verschleißfestigkeit der binären Bleibronzen besitzt. Erreicht ist dies durch folgende - Legierungszusammensetzung: i,o bis 9,5% Blei, o,3 bis 8% Kalzium, Rest Kupfer.The invention solves the problem of the above-mentioned disadvantages of the copper-lead alloys to eliminate and to develop an alloy of higher hardness, which has good emergency running properties and the high Binary lead bronzes are resistant to wear and tear. This is achieved through the following - alloy composition: i, o to 9.5% lead, 0.3 to 8% calcium, the remainder copper.

Bevorzugt sind solche Legierungen, bei :denen das Verhältnis von Kalzium zu Blei größer ist als r: 2.s und kleiner als i : i.Preferred alloys are those in which the ratio of calcium to lead is greater than r: 2.s and less than i: i.

Legierungen aus 2,5 bis 5% Blei, 1,4 bis 3010 Kalzium, Rest Kupfer, zeichnen sich durch besonders vielseitige Verwendbarkeit aus.Alloys of 2.5 to 5% lead, 1.4 to 3010 calcium, the remainder copper, are characterized by their particularly versatile usability.

Die Legierungen können mit oder ohne Benutzung von Vorlegierungen erschmolzen werden und lassen sich leicht vergießen.The alloys can be used with or without the use of master alloys are melted and are easy to shed.

Die Härte der Legierungen nimmt mit der Höhe des Kalziumgehaltes zu. Sie ist bei gleichen Kalziumgehalüen um so "höher, jie ;geringer der Bleigehalt ist und kann im Gußzustand je nach der Höhe des Kalziumgehaltes etwa 45 bis über i oo Brinelleznheiten betragen.The hardness of the alloys increases with the calcium content. With the same calcium content, it is all the higher, but the lower the lead content is and can in the as-cast state, depending on the level of calcium, about 45 to over i oo Brinelle viscosity.

Die lerfindungsgemäßen Legierungen lassen sich durch Pressen, Walzen und Schmieden warm zu Rohren, Profilen, Bändern und Preßteilen verarbeiten und auch kalt, beispielsweise durch Ziehen oder Walzen, verformten.The alloys according to the invention can be produced by pressing, rolling and forging hot to process pipes, profiles, strips and pressed parts and also cold deformed, for example by drawing or rolling.

Durch diese Knetbehandlungen können den Legierungen Härten bis über i 5o Brinelleinheiten erteilt werden.These kneading treatments can harden the alloys to over i 5o Brinelle units are issued.

Eine zusätzliche Härtung kann <furch Zulegieren weiterer zum Härten von Kupferlegierungen gebräuchlicher Elemente, wie Eisen, Nickel, Mangan, Aluminium, Zinn, Kadmium, einzeln oder zu mehreren, insgesamt in Höhe bis zu 3 %, erzielt werden, ,loch ist es meist vorzuziehen, höhere Härten durch reichlichere Beimengung des Kalziumzusatzes zu bewirken..Additional hardening can be achieved by adding more alloy for hardening of copper alloys of common elements such as iron, nickel, manganese, aluminum, Tin, cadmium, individually or in groups, totaling up to 3%, , it is usually preferable to add higher hardness levels by adding more To effect calcium addition ..

Die Warmverarbeitbarkeit der erfindungsgemäßen bleihaltigen. Kupferlegierungen wird :dadurch erreicht, daß das niedrig schmelzende Blei durch dien Zusatz von Kalzium zu verhältnismäßig hoch schmelzenden inüermetallischen Verbindungen gebunden wird, also die niedrig schmelzende Bleiphase vermindert oder ganz beseitigt wird. Dadurch ist es auch möglich, diese Legierungen bei höheren Temperaturen bis über 8oo° C zu glühen, ohne daß ,es wie bei den üblichen Bleibronzen zu deinem, schädlichen Ausschwitzen von Blei kommt. Auch die gegenüber Bleibronze hohe Warmfestigkeit der erfindungsgemäßen Legierungen erklärt sich aus diesem Umstand.The hot workability of the lead-containing products according to the invention. Copper alloys is: achieved by the fact that the low-melting lead by the addition of calcium is bound to relatively high-melting non-metallic compounds, so the low-melting lead phase is reduced or eliminated entirely. Through this it is also possible to use these alloys at higher temperatures up to over 8oo ° C to glow, without damaging it to yours, as is the case with the usual lead bronzes Lead sweat is coming. Also the high heat resistance of the Alloys according to the invention are explained by this fact.

Als weitere Vorzüge der @er$ndungsgemäßen Legierungen seilen noch ihre hohe Verschleißfestigkeit und gute Spanbarkeit auch auf Automaten @erwähnt. Wichtig ist auch, daß sie verhältnismäßig weiche Stahlwellen nicht angreifen.Another advantage of the alloys according to the invention is ropes their high wear resistance and good machinability are also mentioned on automatic machines @. It is also important that they do not attack relatively soft steel shafts.

Die die Warmverformbarkeit herabsetzende reine Bleiphase wird um so sicherer im Gefüge vermieden" je größer das Verhältnis von Kalzium zu Blei ist, insbesondere je mehr dieses Verhältnis das von i : 2, 5, welches letwa dem Verhältnis von Kalzium: zu Blei in der inüermetallischen Verbindung Ca2Pb ientspricht, überschreitet.The pure lead phase, which reduces the hot deformability, is avoided all the more reliably in the structure "the greater the ratio of calcium to lead, in particular the more this ratio is that of i: 2.5, which is roughly the ratio of calcium: to lead in the non-metallic compound Ca2Pb i corresponds to, exceeds.

Auch die überraschend günstigen Auswirkungen der Zusätze von Kalzium zu Kupfer-Blei-Legierungen sind mit der Bildung von intermetallischen Verbindungen, wie solchen zwischen Blei. und Kalzium, zu erklären, da sie mit deren Gehalt gleichfalls zunehmen.Also the surprisingly beneficial effects of adding calcium to copper-lead alloys are associated with the formation of intermetallic compounds, like those between lead. and calcium, to explain, as they are likewise with their content gain weight.

Ähnliche Wirkungen wie Kalzium, jedoch in geringerem Maße, zeigen auch die anderen Erdalkalinvetal1e, wie Strontium und Barium. Es läßt sich daher in den erfindungsgemäßen Legierungen das Kalzium teilweise oder ganz durch diesle Metalle ersetzen. Similar effects to calcium, but to a lesser extent, are also shown by the other alkaline earth valleys, such as strontium and barium. It is therefore possible to partially or completely replace the calcium in the alloys according to the invention by these metals.

Die gute Verformbarkeit, der große Härtehereich in Verbindung mit ihrem guten Notlaufvermögen und die genannten weiteren Vorzüge geben den erfindungsgemiäßen Legierungen leinen sehr allgemeinen und über ihre Benutzung für Lager hinausgehenden Anwendungsbereich. Sie können in Form von Preß- und Walzerzeugnissen, wie Stangen, Rohren, Profilen, Bändern, zur Herstellung von allen dem Verschleiß durch Gleitung und Reibung ausgesetzten Maschinenteilen, insbesondere Schalen, Büchsen, Ventilen, Getriebeorganen u. dgl., verwendet werden, :oder ies können unmittelbar derartige Gegenstände durch Pressen aus ihnen gefertigt werden. Im Bedarfsfall. können sie auch durch lein Plattierverfahren, wie beispielsweise Walzplattierung mit Stahl oder einem anderen Metall. verbunden zu diesen Gegenständen verarbeitet werden.The good deformability, the large hardness range in connection with Their good emergency running ability and the other advantages mentioned give the inventive Alloys are very general and go beyond their use for bearings Scope of application. They can be in the form of pressed and rolled products, such as rods, Pipes, profiles, strips, for the manufacture of all the wear and tear caused by sliding machine parts exposed to friction, in particular shells, bushings, valves, Gear members and the like can be used: or these can be directly such Objects are made from them by pressing. If necessary. can you also by simple plating processes such as roll cladding with steel or another metal. connected to these objects.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Copper alloys, consisting of i, o to # 9.5% Lead, 0.3 to 8% calcium; Remainder copper.

2. Alloys according to claim i, consisting Made of .2.5 to 50/6 lead, 1.4 to 3% calcium, the remainder copper.

3. Alloys according to claim i and 2., characterized in that they also contain iron, nickel, manganese, aluminum, Tin, cadmium, individually or in groups, up to 3% in total. . q ..

Alloys according to Claims 1 to 3, characterized by partially or completely Replacement! Of the calcium. By its other alkaline earth metal.

5. Use of the alloys according to claim i to q. for objects: which are subject to wear and tear - by sliding. or Are exposed to friction.