Placek, Karel (Kamenicka 88 Decin 2, 405 01, CZ)
Faltus, Jiri (Lamacova 2 00 Prag 5, 916 15, CZ)
Placek, Karel (Kamenicka 88 Decin 2, 405 01, CZ)
ALUSUISSE TECHNOLOGY & MANAGEMENT AG (Neuhausen am Rheinfall, CH-8212, CH)
Als Automatenwerkstoffe geeignete Knetlegierungen auf Basis AlCuMg ent- halten als spanbrechenden Zusatz Blei. Gemäss EN 573 : 1994 werden diese Legierungen mit EN AW-AICu4PbMgMn (EN AW-2007) und EN AW- AlCu4PbMg (EN AW-2030) bezeichnet.
Wegen der gesundheitsschädlichen Wirkung von Blei ist man gegenwärtig be- müht, dessen Anwendung in der Industrie auf ein Minimum zu beschränken.
Hinzu kommt, dass die Anwesenheit von Blei in einer Aluminium-Knetlegierung bei üblichen Temperaturen zu einer Erhöhung der Rissanfälligkeit unter Dau- erbelastung führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine als Automatenwerkstoff geeignete bleifreie Aluminiumlegierung mit guter Spanbarkeit bereitzustellen, die gegenüber bekannten Automatenwerkstoffen auf Basis AlCuMg vergleich- bare oder bessere mechanische Eigenschaften aufweist.
Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe führt, dass die Legierung 0.7 bis 1.5 Gew.-% Zinn als spanbrechenden Zusatz enthält.
Eine bevorzugte Aluminiumlegierung enthält in Gew.-% Kupfer 3.9 bis 5.2 Magnesium 0.3 bis 1.3 Mangan 0.3 bis 1.0
Zinn 0.7 bis 1.5 Wismut max. 0.40 Eisen max. 0.8 Silizium max. 0.8 Zink max. 0.5 Chrom max. 0.15 Titan max. 0.20 sowie unvermeidliche Begleitelemente einzeln max. 0.05, insgesamt max. 0.15 und Aluminium als Rest.
Der Vorzugsbereich für Zinn liegt bei 0.8 bis 1.3, insbesondere 0.9 bis 1.2 Gew.-%.
Bevorzugt enthält die Legierung 0.15 bis 0.25 Gew.-% Wismut.
Die erfindungsgemässe Legierung kann in bekannter Art durch Stranggiessen und Strangpressen verarbeitet werden. Ãblicherweise werden die strangge- gossenen Barren einer Hochglühung unterworfen. Die stranggepressten Er- zeugnisse werden sodann durch eine Wärmebehandlung oder thermomecha- nische Verarbeitung in verschiedene Endzustände überführt.
Für die erfindungsgemässe Legierung eignen sich zur Erzielung unterschiedli- cher Auslagerungszustände die folgenden Wärmebehandlungsverfahren : -Lösungsglühen mit nachfolgender Warmaushärtung -Lösungsglühen, Abbau innerer Spannungen durch Recken in geeignetem Umfang mit nachfolgender Warmaushärtung -Lösungsglühen mit nachfolgender Kaltaushärtung während mindestens drei Tagen -Lösungsglühen, Abbau innerer Spannungen durch Recken in geeignetem Umfang mit nachfolgender Kaltaushärtung während mindestens drei Tagen
Die erfindungsgemässe Legierung eignet sich besonders für die Bearbeitung auf Automaten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher er- lautert.
In einem Tiegelwiderstandsofen wurden zwei Legierungen mit einer Zusam- mensetzung gemäss Tabelle 1 aus Aluminium 99.5, Magnesium 99.9, Zinn 99.95, Wismut 99.9 sowie Vorlegierungen AICu 45, AlMn10 und AITi 6 er- schmolzen. Aus jeder Schmelzcharge wurden durch Stranggiessen mittels einer wassergekühlten Kokille aus einer Aluminiumlegierung unter Anwendung eines Schmiermittels Bolzen mit einem Durchmesser von 205 mm abgegossen.
Nach dem Abdrehen auf einen Durchmesser von 185 mm wurden die Bolzen hochgeglüht. Nach dem Sägen auf geeignete Länge und Anwärmen in einem Induktionsofen wurden die Bolzen zu Stangen mit einem Durchmesser von 36 mm stranggepresst.
Die auf diese Weise hergestellten Presslinge wurden durch unterschiedliche Wärmebehandlungsverfahren auf die gewünschten Endzustände verarbeitet.
Die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemässen Legierungen sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Tabelle 1 Si Fe Cu Mn Mg Cr Ti Sn Bi Sonstige Rest einzein Gesamt max. max. 0.12 0.11 4.00 0.52 0.40 0.062 0.042 1.09 0.19 0.05 0.15 Al 0.10 0. 11 4. 12 0. 50 0. 83 0. 036 0.053 1.13 0. 19 0 OS 0 15 Ai Tabelle 2 Endzustand Rp 0.2 Rm A5 HB gemäss Norm (MPa) (MPa) (%) EN 515* T6, T6510 min. 310 min. 420 min. 9 115 T6511 T4, T4510 min. 290 min. 400 min. 11 110 T4511
Die in Tabelle 2 verwendeten Kurzbezeichnungen bedeuten : Rp 0.2 Dehngrenze Rm Zugfestigkeit A5 Bruchdehnung HB Brinelihärte *) EN 515 Aluminium und Aluminumlegierungen-Halbzeug-Bezeichnung der Werkstoffzustände