ALLOY FOR INOCULATING TIN-BASE ALLOYS

Abstract: 1. An inoculating tin alloy for use in making tin alloys, particularly cast tin alloys, which contain 0,004 5 to 0,45 wt.%, preferably 0,004 5 to 0,24 wt.% zinc, 0,000 5 to 0,05 wt.% aluminium and 0,000 1 to 0,01 wt.% magnesium, characterized in that it consists of 6 to 12 wt.% zinc, 0,1 to 1,0 wt.% aluminium, 0,08 to 0,8 wt.% magnesium, balance tin.

Description: Legierung zum ImEten von Zinnlegierungen Die Erfindung betrifft eine Legierung zum Impfen von Zinnlegierungen,insbesondere Zinngusslegierungen sowie ein Verfahren zum Impfen der Zinnlegierungen. Zinnlegierungen dienen zur Herstellung von Zinngeräten durch Giessen oder Verformen und sind beispielsweise zum Teil in DIN 1780 beschrieben.Zu den entscheidenen Forderungen von seiten der Verarbeitung an Zinnlegierungen für die Herstellung von Zinngeräten durch Giessen zählen ein gutes Formfüllungs-, Fliess- und ein gutes Nachspeisungsverhalten, eine Reduzierung der Mikrolunkerbildung sowie glatte und porenfreie Oberflächen der gegossenen Zinngeräte. Für die Herstellung von gedrücktem oder tiefgezogenem Zinngerät sind eine gute Verformbarkeit als Folge hoher Bruchdehnung bei ausreichender Festigkeit, ein hohes Grenzziehverhältnis, eine geringe Zipfligkeit und eine fehlerfreie Oberfläche der erzeugten Formteile von Bedeutung. Besonders störende Oberflächenfehler sind Tiefziehparabeln in Form von Materialtrennungen und Mikrorisse in Fliess- und Drückrichtung. Das mehr oder wenige starke Auftreten einer oder mehrerer Fehler dieser Art kann einerseits aus der Vorgabe nicht optimaler Giess-, Walz- oder Weiterverarbeitungsbedingungen hergeleitet werden, ist ndererseits latent durch die Legierungszusammensetzung bedingt. So kann es je nach Vorgabe der Giessbedingungen und der Legierungszusammensetzung zu starken Steigerungen der intermetallischen Cu6Sn5-Phase kommen, die sich in langen Nadeln und Rhomben ausscheidet. Diese gegenüber dem aus dem zinnreichen Mischkristall bestehenden Grundgefüge härterer Phase kann zu starken Unterschieden in den Verformungswiderständen im Gefüge führen und das gleichmässige Fliessen des Werkstoffs beim Drücken und Tiefziehen stören. Ziehparabeln sind die Folge, insbesondere dann, wenn diese Phase an diskreten Stellen im Gefüge gehäuft in Form von grossen Nadeln und Rhomben auftritt. Ausgehend von dieser Erkenntnis liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, insbesondere bei kupferhaltigen Zinnlegierungen eine Feinung der Cu6Sn5-Phase und bei blei- und antimonhaltigen Zinnlegierungen eine Kornfeinung durch Impfen zu erzielen, ohne dabei die guten mechanisch-technologischen Eigenschaften der Zinnlegierungen zu beeinträchtigen. Gelöst ist diese Aufgabe durch eine Zinnimpflegierung mit Zusätzen von Zink, Aluminium und Magnesium, so dass in den geimpften und zu verarbeitenden Zinnlegierungen 0,0045 bis 0,45 Gew.-%, vorzugsweise 0,0045 bis 0,24 Gew.-% Zink, 0,0005 bis 0,05 Gew.-E Aluminium und 0,0001 bis 0,01 Gew.-% Magnesium enthalten sind. Insbesondere besteht die Zinnimpflegierung aus 6 bis 12 Gew.-% Zink, 0,1 bis 1 Gew.-% Aluminium, 0,008 bis 0,8 Gew.-% Magnesium, Rest Zinn. Eine vorzugsweise Zusammensetzung der Zinnimpflegierung besteht aus 9,25 Gew.-% Zink, 0,5 Gew.-E Aluminium, 0,25 Gew.-% Magnesium, Rest Zinn. Das Verfahren zum Impfen von Zinnlegierungen mit der erfindungsgemässen Zinnimpflegierung wird in der Weise durchgeführt, dass diese in die zu verarbeitende geschmolzene Zinnlegierung bei einer Temperatur von 300 bis 400 OC in einer Menge von 0,1 bis 1 Gew.-% bezogen, auf die Menge der Zinnlegierungsschmelze, zugesetzt wird. Die Zinnimpflegierung kann während des Füllens der Giessform in die Zinnlegierung eingeschossen oder in die Zinnlegierungsschmelze eingerührt werden. Gegebenenfalls ist es auch möglich, die Zinnimpflegierung in einer kleinen Schmelzmenge der Zinnlegierung aufzulösen und dann der zu impfenden Zinnschmelze zuzusetzen. Durch den Zusatz der Zinnimpflegierung zu Zinnlegierungen wird eine Kornfeinung dergestalt erreicht, dass die Cu6Sn5-Phase feindispers in Richtung globulitischer Erstarrung verteilt ist und dass bei blei- und antimonhaltigen Zinnlegierungen ebenfalls eine Kornfeinung erreicht wird. Dadurch eribt sich eine Verbesserung des Guss- und Erstarrungsverhaltens bezüglich verbesserter Nachspeisung, Reduzierung von Mikrolunkerbildung und Innenporosität sowie glatterer Oberfläche der gegossenen Teile. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind an Hand der in den Zeichnungen wiedergegebenen metallographischen Gefügeaufnahmen beispielhaft dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Fig 1 zeigt eine metallographische Gefügeaufnahme einer Zinngusslegierung mit 3,02 Gew.-E Antimon, 2,80 Gew.-% Kupfer und 0.043 Gew.-% Blei,wobei die helle Phase die Cu6Sn5 Phase darstellt. Ln Fig.2 ist eine metallische Gefügeaufnahme der bei Fig.l genannten Zinngusslegierung wiedergegeben, die jedoch mit einer Zinnlegierung mit 8,47 Gew.-% Zink, 0,47 Gew.-E Aluminium und 0,19 Gew.-E Magnesium geimpft worden ist, so dass sich in der Zinngusslegierung ein Zinkgehalt von 0,0360 Gew.-%, ein Aluminiumgehalt von 0,0010 Gew.-E und ein Magnesiumgehalt von 0,00065 Gew.-% eingestellt hat. Eine vergleichende Gegenüberstellung der beiden metallographischen Gefügeaufnahmen zeigt, dass durch die Zugabe der Zinnimpflegierung zu einer herkömmlichen Zinngusslegierung die Cu6Sn5-Phase feindispers verteilt ist.

Claims: Patentansprüche 1. Legierung zum Impfen von Zinnlegierungen, insbesondere Zinngusslegierungen gekennzeichnet durch eine Zinnimpf legierung mit solchen Gehalten an Zink, Aluminium und Magnesium, dass in der geimpften Zinnlegierung 0,0045 bis 0,45 Gew.-E Zink, 0,0005 bis 0,05 Gew.-% Aluminium und 0,0001 bis 0,01 Gew.-E Magnesium enthalten sind. 2. Legierung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Zinkgehalte in der geimpften Zinnlegierung 0,0045 bis 0,24 Gew.-% betragen. 3. Legierung nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 6 bis 12 Gew.-% Zink, 0,1 bis 1 Gew.- % Aluminium, 0,08 bis 0,8 Gew.- E Magnesium, Rest Zinn besteht. 4. Legierung nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 9,25 Gew.-% Zink, 0,5 Gew.-E Aluminium, 0,25 Gew.-% Magnesium, Rest Zinn besteht. 5. Verfahren zum Impfen von Zinngusslegierungen mit der Zinnlegierung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese in einer Menge von 0.1 bis 1 Gew.-E bezogen auf die Menge der Zinnlegierungs schmelze dieser bei einer Temperatur von 300 bis 400 OC zugesetzt wird. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinnimpflegierung während des Füllens der Giessform in die Zinnlegierung eingeschossen wird. 7. Verfahren nach Anspruchen 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinnimpflegierung in die Zinnlegierungs schmelze eingerührt wird. 8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zinnimpflegierung in einer kleinen Schmelzemenge der Zinnlegierung aufgelöst und dann der Zinn legierungsschmelze zugesetzt wird.

Inventors: SANDIG, HARTMUT, DIPL.-PHYS.
Applicants: BILLITON WITMETAAL B.V.
Application year: 1982
Main classification: C22C13
IPC codes: C22C1, C22C13