Patent DE-102016008745-B4 (DE)
Title: Kupfer-Nickel-Zinn-Legierung, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung
Inventor: WEBER KAI
IPC: C22F1/08
Filed: 2016-07-18
Granted: 2019-09-12
Abstract: Hochfeste Kupfer-Nickel-Zinn-Legierung mit ausgezeichneter Gießbarkeit, Warmumformbarkeit und Kaltumformbarkeit, hoher Beständigkeit gegen den abrasiven Verschleiß, adhäsiven Verschleiß und Fretting-Verschleiß sowie verbesserter Korrosionsbeständigkeit und Spannungsrelaxationsbeständigkeit, bestehend aus (in Gew.-%):2,0 bis 10,0 % Ni,2,0 bis 10,0 % Sn,0,01 bis 0,8 % Mg,0,05 bis 0,9 % Si,0,01 bis 0,4 % B,0,004 bis 0,3 % P, wahlweise noch bis maximal 2,0 % Co,wahlweise noch bis maximal 2,5 % Zn,wahlweise noch bis maximal 0,25 % Pb,Rest Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen,dadurch gekennzeichnet,- dass das Verhältnis Si/B der Elementgehalte in Gew.-% der Elemente Silicium und Bor minimal 0,4 und maximal 8 beträgt;- dass nach dem Gießen mittels des kombinierten Gehaltes an Bor, Silicium und Phosphor in der Legierung folgende Gefügebestandteile vorliegen:a) Eine Si-haltige und P-haltige metallische Grundmasse mit, bezogen auf das Gesamtgefüge,a1) bis zu 30 Volumen-% ersten Phasenbestandteilen, die mit der Summenformel CuNiSnangegeben werden können und ein Verhältnis (h+k)/m der Elementgehalte in Atom-% von 2 bis 6 aufweisen,a2) bis zu 20 Volumen-% zweiten Phasenbestandteilen, die mit der Summenformel CuNiSnangegeben werden können und ein Verhältnis (p+r)/s der Elementgehalte in Atom-% von 10 bis 15 aufweisen unda3) einem Rest an Kupfer-Mischkristall;b) Phasen, die, bezogen auf das Gesamtgefüge,b1) mit 0,01 bis 10 Volumen-% als Si-haltige und B-haltige Phasen,b2) mit 1 bis 15 Volumen-% als Ni-Si-Boride mit der Summenformel NiSiB mit x = 4 bis 6,b3) mit 1 bis 15 Volumen-% als Ni-Boride,b4) mit 1 bis 5 Volumen-% als Ni-Phosphide,b5) mit 0,1 bis 5 Volumen -% als Mg-Phosphide,b6) mit 1 bis 5 Volumen-% als Ni-Silizide,b7) mit 0,1 bis 5 Volumen-% als Mg-Silizide,b8) mit 0,1 bis 5 Volumen-% als Cu-haltige und Mg-haltige Phasen und/oder Cu-haltige und Sn-haltige und Mg-haltige Phasen im Gefüge enthalten sind, die einzeln und/oder als Anlagerungsverbindungen und/oder Mischverbindungen vorliegen und von Zinn und/oder den ersten Phasenbestandteilen und/oder den zweiten Phasenbestandteilen ummantelt sind;- dass beim Gießen die Si-haltigen und B-haltigen Phasen, welche als Siliziumboride ausgebildet sind, die Ni-Si-Boride, Ni-Boride, Ni-Phosphide, Mg-Phosphide, Ni-Silizide, Mg-Silizide sowie die Cu-haltigen und Mg-haltigen Phasen und/oder Cu-haltigen und Sn-haltigen und Mg-haltigen Phasen, die einzeln und/oder als Anlagerungsverbindungen und/oder Mischverbindungen vorliegen, Keime für eine gleichmäßige Kristallisation während der Erstarrung/Abkühlung der Schmelze darstellen, so dass die ersten Phasenbestandteile und/oder die zweiten Phasenbestandteile inselartig und/oder netzartig gleichmäßig im Gefüge verteilt sind;- dass die Si-haltigen und B-haltigen Phasen, welche als Borsilikate und/oder Borphosphorsilikate ausgebildet sind, zusammen mit den Phosphorsilikaten und Mg-Oxiden die Rolle eines verschleißschützenden und korrosionsschützenden Überzuges auf den Halbzeugen und Bauteilen der Legierung übernehmen.