[0001] Die Erfindung betrifft die Verwendung von CuSn-Legierungen für unter Wärmeeinwirkung
gefügte Bauteile. CuSn-Legierungen werden in großem Umfang sowohl als Gußwerkstoffe
als auch als Knetwerkstoffe eingesetzt. Diese Werkstoffklasse findet sich in zahlreichen
Anwendungen in der Elektrotechnik, im Maschinen- und Apparatebau sowie in der Feinwerktechnik
aber auch in der Schmuckindustrie. Die üblichen Zusammensetzungen liegen im Bereich
von 0,1 bis 11 % Sn, 0,01 bis 0,4 % P, Rest Cu. (Hier und im Folgenden werden die
Gehalte einzelner Legierungszusätze als Massenanteil in Gew.-% angegeben.) Die Vorteile
dieser sog. Phosphor-Bronzen sind, daß sie weltweit sehr gut verfügbar und preiswert
sind sowie dem Konstrukteur neben sehr guter physikalischer Eigenschaften auch hervorragende
Kennwerte für die mechanische Festigkeit und die Duktilität bieten. Dabei bringen
sie eine hinreichende Korrosionsbeständigkeit für die unterschiedlichsten Anwendungen
mit.
[0002] Namentlich für die Herstellung von Bauteilen kleiner Abmessungen mit komplizierten
Geometrien ist die Verwendung knetbarer CuSn-Werkstoffe besonders attraktiv. So werden
beispielsweise in der DIN17662 für eine breite Palette von Anwendungen 4 bis 8-prozentige
Bronzen definiert, die neben Sn bis zu 8,5 % auch P als Legierungsbestandteil von
0,01 bis 0,35 % vorschreiben. Als andere Beimengungen werden Fe bis 0,1 %, Ni bis
0,3 %, Zn bis 0,3 % und Pb bis 0,05 % genannt.
[0003] Besonders für die Bedarfe mit Anforderungen an elektrische Leitfähigkeit und Eignung
für elektromechanische Bauteile wurden zahlreiche Verbesserungen für diese Werkstoffklasse
vorgestellt. Als neueste Beispiele seien die WO98/ 20176 und WO98/48068 erwähnt. Diese
Arbeiten konzentrieren sich ganz wesentlich auf die Verbesserung der elektrischen
Leitfähigkeit und Relaxationsbeständigkeit der traditionellen CuSn-Werkstoffe. Solche
Speziallegierungen finden zunehmend Eingang in die Anwendungen der Elektrotechnik
und Elektromechanik, da die erzielten Verbesserungen für diese speziellen Anwendungen
erheblich sind.
[0004] Für den Einsatz im Maschinen- und Apparatebau, in der Feinwerktechnik und in der
Schmuckindustrie erscheinen die erzielten Verbesserungen allerdings von geringem Interesse
zu sein. Hier werden nach wie vor fast ausschließlich die klassischen P-Bronzen eingesetzt.
Dies mag darin begründet sein, daß diese Werkstoffgruppe hinsichtlich der durch Kaltverformung
einstellbaren Eigenschaften für eine größe Anzahl von Anwendungsfällen sehr wohl gut
ausreichend ist. Allerdings sind einige Mängel offensichtlich.
[0005] Für die Herstellung von Funktionsteilen sind häufig auch Fügeoperationen durchzuführen.
Oft werden dazu Schweiß- und Hartlötverfahren eingesetzt. Durch den Wärmeeintrag in
die zu fügenden Bauteile werden in der Wärmeeinflußzone Festigkeitsverluste durch
Erholung oder Rekristallisation verursacht. Dies ist besonders bei Anwendung von Schmelzschweißverfahren
und von Hartlötverfahren von Bedeutung. Um den Festigkeitsverlust möglichst gering
zu halten, werden, wo immer möglich, Hartlötverfahren statt Schweißverfahren eingesetzt.
Mit den Arbeitstemperaturen von Loten ab 450 ° C können so Fügeaufgaben gelöst werden,
die einen Kompromiß aus verbleibender hoher Festigkeit und guter Belastbarkeit der
Fügestelle erfordern.
[0006] Bei zur Hilfenahme eines Zusatzwerkstoffes, nämlich des Lotes, spielt die Festigkeit
des verwendeten Lotes für die mechanische Stabilität des gefügten Verbundes ebenfalls
eine Rolle. Daher besteht der Wunsch nach bruchfesten Loten. Höherfeste Lote erfordern
aber in der Regel höhere Arbeitstemperaturen. Dadurch vergrößert sich naturgemäß der
Wärmeeintrag in die gefügten Teile, woraus ein verstärkter Festigkeitsverlust in den
Bereichen nahe des Lötspaltes resultiert. Es ergibt sich also die Notwendigkeit zur
Verwendung möglichst entfestigungsbeständiger Werkstoffe, wenn die Festigkeit des
gefügten Verbundes optimiert werden soll.
[0007] In der Vergangenheit hat es nicht an Versuchen gefehlt, für bestimmte Konstruktionsaufgaben
Werkstoffe mit hoher Entfestigungsbeständigkeit für solche Anwendungen vorzuschlagen.
Dafür sind die Entwicklungen im Bereich der Ni-freien Werkstoffe für die Brillenindustrie
ein gutes Beispiel. Hier wurden verschiedenste Zusammensetzungen auf Basis von CuAl-
und CuTi-Systemen formuliert. Sie bieten bessere Federeigenschaften und Entfestigungsbeständigkeiten
als die heute zum Beispiel für Brillenbügel eingesetzten Phosphor-Bronzen.
[0008] Bei der Verwendung dieser Ni-freien Legierungen zeigte es sich nun, daß besonders
das Hartlöten unter Schutzgas erhebliche Probleme bereitet, da diese Werkstoffe auch
mit einer sauerstoffarmen Atmosphäre reagieren, wodurch die Benetzung der Bauteiloberflächen
mit dem Lot stark behindert wird. Die Verarbeitbarkeit durch Hartlöten ist nur unter
zur Hilfenahme von aggressiven Flußmitteln in dem gewünschten Umfang möglich. Die
Verwendung solcher aggressiven Flußmittel erscheint heute unter den Aspekten der Arbeitssicherheit
und des Umweltschutzes als nicht mehr zeitgemäß. Daneben müssen auch farbliche Veränderungen
der gefügten Bauteile durch das Flußmittel und Rückstände der Flußmittel aufwendig
entfernt werden. Unvermeidbar ist diese Reinigung, wenn es sich um Sichtflächen handelt
oder aus anderen Gründen eine gleichmäßiges Aussehen erforderlich ist. Unabhängig
von der Verwendung von Flußmitteln tendieren CuSn-Legierungen zur Verfärbung in der
Wärme. Dieses Phänomen ist als die Bildung von Anlauffarben bekannt. Auch dies erfordert
gegebenenfalls eine Reinigung der gefügten Bauteile. Diese Nachbehandlungen sind kostentreibend
und damit unerwünscht.
[0009] Es drängt sich so der Wunsch nach Werkstoffen auf, die einerseits hinsichtlich Festigkeit
und Entfestigungscharaktenstik den zuvor dargestellten Spezialitäten gleichkommen,
aber andererseits die Vorteile der sehr gut hartlötbaren Sn-Bronzen bieten. Darüber
hinaus ist eine Verringerung der Neigung zur Ausbildung von Anlauffarben willkommen.
[0010] Die dadurch gestellte Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung in der Weise gelöst,
daß für gefügte Bauteile eine Legierung verwendet wird, bei der zu der Grundzusammensetzung
von Kupfer und von 4 bis 12 % Sn ein Fe-Gehalt von 0,1 bis 4 % zulegiert wird. Diese
Legierung zeichnet sich durch eine besonders hohe Festigkeit und Entfestigungsbeständigkeit
aus. Entgegen der bisher üblichen Ansicht ist eine Desoxidation zum Beispiel mit P,
wie weiter oben beschrieben, nicht notwendig. Bei Einstellung von Fe-Gehalten in der
Legierung wird offensichtlich das Auftreten von dem gefürchteten Sn-Oxid soweit unterbunden,
daß auf zusätzliche desoxidierende Maßnahmen verzichtet werden kann. Die Fe-Zusätze
sorgen zudem überraschenderweise für eine Verbesserung der Beständigkeit gegen Verfärbung
in der Wärme.
[0011] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 12.
[0012] Aus dieser Legierung hergestelltes Halbzeug ist bei Herstellung über die klassischen
Urform- und Umformverfahren problemlos handhabbar. Gleichzeitig ist die Legierung
hervorragend hart lötbar mit den verschiedensten Loten. Offensichtlich entstehen bei
den erfindungsgemäßen Fe-Gehalten keine derjenigen Oxide an der Oberfläche, welche
eine schlechte Benetzbarkeit oder schlechten Lotfluß verursachen würden. Die Verwendung
der vorgeschlagenen Legierung für gefügte Bauteile erfüllt damit also die weiter oben
formulierten Wünsche in hervorragender Weise.
[0013] P kann der erfindungsgemäßen CuSnFe-Legierung bis zu etwa 0,5 % zugesetzt werden.
P bewirkt dabei eine mäßige Zunahme der mechanischen Festigkeit nach Kaltverformung.
Um eine zusätzliche Desoxidation sicher zu stellen -wo immer dies als notwendig erachtet
wird- sollte ein P-Gehalt von mind. 0,01 % eingesetzt werden. Gehalte von über 0,5
% sollten vermieden werden, da die während des Lötens in einer sauerstoffhaltigen
Atmosphäre entstehenden Zunderschichten zu einem verstärkten Abplatzen neigen
1. Darüber hinaus reduzieren hohe P-Konzentrationen die Duktilität der CuSn-Legierungen
2. In Verbindung mit Fe führen hohe P-Gehalte zur Bildung von groben Fe-Phosphid-Partikeln,
die für sehr viele Anwendungen unerwünscht sind. Sie stören den Gefügeaufbau nachhaltig.
Deshalb muß P in einem Massenverhältnis Fe / P ≥ 2 / 1 eingestellt werden, um eine
günstige Ausbildung des Gefüges durch sich freiausscheidendes Fe sicher zu stellen.
Zur Verbilligung der Legierung können Teile von Kupfer durch Mn oder Zn einzeln oder
zusammen ersetzt werden. Mehr als 10 Gew.-% Kupfer sollten jedoch nicht durch diese
Metalle ersetzt werden, da die Gießbarkeit dann deutlich erschwert wird und die guten
Korrosionseigenschaften der Cu-Sn-Fe-Legierung deutlich verschlechtert werden.
1K. Dies, "Kupfer und Kupfer-Legierungen in der Technik", Springer-Verlag, Berlin,
(1967), S. 564 f.
2K. Dies, "Kupfer und Kupfer-Legierungen in der Technik", Springer-Verlag, Berlin,
(1967), S. 547 f.
Beispiel:
[0014] Die Ausführung der Erfindung kann an nachfolgendem Beispiel gezeigt werden. Die Legierungen
wurden wie folgt zu Blechstreifen von 1 mm Dicke gefertigt:
Kokillenguß von Blöcken,
Homogenisierung bei 700 °C/ 6 h,
Warmwalzen bei 760 °C der überfrästen Gußblöcke mit einer Querschnittsabnahme von
45 %,
Kaltwalzen der überfrästen Warmwalzstreifen mit einer Querschnittsänderung von 50
% bezogen auf den Querschnitt der überfrästen Warmwalzstreifen,
Glühbehandlung bei 500 °C /4 h,
Fertigwalzen an 1 mm mit einer Querschnittsänderung von 75 % bezogen auf den Querschnitt
nach der ersten Kaltumformung.
[0015] Die Zusammensetzungen der Bänder sind nachfolgend zusammengestellt:
| Legierung |
Cu / % |
Sn / % |
Fe / % |
P / % |
Al / % |
| 1* |
91,11 |
8,55 |
0,30 |
|
|
| 2* |
91,08 |
8,22 |
0,66 |
|
|
| 3* |
90,36 |
8,58 |
1,03 |
|
|
| 4* |
89,44 |
8,62 |
1,90 |
|
|
| 5 |
90,87 |
8,61 |
0,31 |
0,1724 |
|
| 6* |
91,07 |
8,16 |
0,65 |
0,0765 |
|
| 7* |
90,57 |
8,53 |
0,67 |
0,1879 |
|
| 8* |
91,06 |
7,97 |
0,64 |
0,286 |
|
| 9 |
91,09 |
8,58 |
|
|
0,2862 |
| 10 |
90,89 |
8,49 |
0,31 |
|
0,2739 |
| 11 |
90,02 |
8,61 |
1,04 |
|
0,2821 |
| 12 |
91,90 |
8,06 |
|
0,024 |
|
| (*: Legierung erfindungsgemäß; Differenz zu 100 %: jeweils unvermeidbare Verunreinigungen) |
[0016] Die Ergebnisse von Zugversuchen, die den der fertiggewalzten Bändern durchgeführt
wurden, zeigt die folgende Tabelle
| Legierung |
Rp0,2 / MPa |
Rm / MPa |
Rp0,2 / Rm |
A10 / % |
| 1* |
882 |
907 |
0,97 |
2,6 |
| 2* |
837 |
895 |
0,94 |
2,3 |
| 3* |
860 |
901 |
0,95 |
3,7 |
| 4* |
930 |
959 |
0,97 |
2,6 |
| 5 |
923 |
953 |
0,97 |
3,3 |
| 6* |
839 |
920 |
0,91 |
2,7 |
| 7* |
867 |
932 |
0,93 |
1,7 |
| 8* |
917 |
935 |
0,98 |
1,9 |
| 9 |
873 |
906 |
0,96 |
3,8 |
| 10 |
874 |
912 |
0,96 |
3,5 |
| 11 |
888 |
919 |
0,97 |
2,3 |
| 12 |
828 |
895 |
0,93 |
2,4 |
[0017] Die Meßwerte für die Bruchdehnung A
10 und das Streckgrenzenverhältnis R
p0,2/R
m, die an den erfindungsgemäßen Legierungen ermittelt wurden, weisen eine gute Übereinstimmung
mit den entsprechenden Werten auf, die man nach vergleichbaren Verarbeitungsschritten
für die mit P desoxidierte Legierung 12 erhält. Da man von dem Betrag der Bruchdehnung
auf die Wirksamkeit der Desoxidation schließen darf
3, kann aus dieser Übereinstimmung gefolgert werden, daß Fe das Ur- und Umformen von
CuSn-Legierungen in gleicher Weise positiv beeinflussen wie P.
3 K. Dies, "Kupfer und Kupfer-Legierungen in der Technik", Springer-Verlag, Berlin,
(1967), S. 126
[0018] Zur Charakterisierung des Lötverhaltens wurden jeweils 2 Bandstreifen aus der gleichen
Legierung hartgelötet, nachdem ihre Oberflächen entfettet und mechanisch gereinigt
wurden. Zum Einsatz kam ein handelsübliches Silberlot mit einer Arbeitstemperatur
von 710 °C. Gelötet wurde unter Schutzgas ohne zur Hilfenahme eines Flußmittels. Das
Ergebnis der Lötung wurde sowohl durch mechanische Torsionsprüfung als auch durch
metallographische Begutachtung bewertet. Die Festigkeit der gefügten Werkstoffe in
unmittelbarer Nähe des Lötspaltes - also in der Wärmeeinflußzone (WEZ) - wurde durch
die Vickers-Härte HV charakterisiert. Die nachstehende Tabelle gibt Aufschluß über
die erhaltenen Resultate.
| Legierung |
Härte HV Grundmaterial |
Niedrigste Härte in WEZ nach Hartlötung |
Gefüge in WEZ und Grundmaterial |
Qualität Hartlötung |
| 1* |
273 |
95 |
in Ordnung |
gut |
| 2* |
267 |
111 |
in Ordnung |
gut |
| 3* |
274 |
127 |
in Ordnung |
gut |
| 4* |
278 |
143 |
in Ordnung |
gut |
| 5 |
276 |
112 |
in Ordnung |
mäßig |
| 6* |
266 |
105 |
in Ordnung |
gut |
| 7* |
273 |
118 |
in Ordnung |
gut |
| 8* |
272 |
121 |
in Ordnung |
gut |
| 9 |
273 |
87 |
in Ordnung |
nicht brauchbar |
| 10 |
274 |
103 |
in Ordnung |
nicht brauchbar |
| 11 |
279 |
121 |
in Ordnung |
nicht brauchbar |
| 12 |
275 |
81 |
in Ordnung |
gut |
| (*: Legierung erfindungsgemäß; WEZ: Wärmeeinflußzone) |
[0019] Die Ergebnisse belegen, die überaus günstige Wirkung von Eisen auf die Resthärte
nach dem Löten.
[0020] Zur Überprüfung der Werkstofferweichung beim Löten wurden Abschnitte der kaltverfomten
Bandabschnitte bei 700°C bis zu 5 min in einem Salzbad geglüht und nach verschiedenen
Zeiten t die Resthärte HV gemessen. Man erhält dadurch die isotherme Entfestigungscharakteristik
HV(t) des betrachteten Werkstoffs. Der Härteverlauf über der Zeit ist wichtig zur
Beurteilung der Festigkeit nach dem Löten und der Sicherheit in der industriellen
Fertigung von gefügten Bauteilen: Je höher die Resthärte HV(300 s) nach fünf-minütiger
Glühbehandlung ist, desto höher ist die zu erwartende mechanische Stabilität der Lötverbindung;
Je weniger sich die Härte im Verlauf der Zeit ändert, desto gleichmäßiger ist die
Qualität der gefügten Bauteilen und desto robuster ist der Fertigungsprozeß gegen
unvermeidbare Schwankungen der Prozeßparameter. Ausgewertet wurde also einerseits
die Höhe der Resthärte der Legierung Y (Y = 1,2 ... 12) nach fünf-minütiger Glühbehandlung
im Bezug zu der üblichen Phosphorbronze-Legierung 12: HV(Y, 700 °C, 300 s) / HV(12,
700 °C, 300 s) - 1. Zum anderen wurden die Legierungen Y mit der Legierung 12 hinsichtlich
der Verringerung der Differenz zwischen der Härte nach 60 s und 300 s verglichen:
1 - [HV(Y, 700 °C, 60 s) - HV(Y, 700 °C, 300s)] / [HV(12, 700 °C, 60 s) - HV(12, 700
°C, 300s)]. Gute Werkstoffe im Vergleich zeigen für beide Auswertungen besonders große,
positive Werte.
| Legierung |
Härte HV Beginn |
Härte HV nach 60 s |
Härte HV nach 180 s |
Härte HV nach 300 s |
Resthärte HV(300 s) im Vergleich zu Leg. 12 |
Verringg. d. Härteabfalles v. 60 bis 300 s gegen Leg. 12 |
| 1* |
273 |
90 |
79 |
79 |
8 % |
31 % |
| 2* |
267 |
118 |
108 |
108 |
48 % |
38 % |
| 3* |
274 |
120 |
119 |
111 |
52 % |
44 % |
| 4* |
278 |
135 |
133 |
128 |
75 % |
56 % |
| 5 |
276 |
106 |
105 |
102 |
40 % |
75 % |
| 6* |
266 |
104 |
102 |
100 |
37 % |
75 % |
| 7* |
273 |
114 |
113 |
110 |
51 % |
75 % |
| 8* |
272 |
113 |
111 |
111 |
52 % |
88 % |
| 9 |
273 |
85 |
82 |
82 |
12 % |
81 % |
| 10 |
274 |
97 |
96 |
95 |
30 % |
88 % |
| 11 |
279 |
122 |
119 |
116 |
59 % |
63 % |
| 12 |
275 |
89 |
80 |
73 |
0 % |
0 % |
| (*: Legierung erfindungsgemäß) |
[0021] Es zeigt sich, daß mit Zugaben von Eisen ein guter Zugewinn in der Resthärte erzielt
werden kann.
[0022] In Ergänzung zu den oben beschriebenen Untersuchungen wurden Bandabschnitte folgendermaßen
in einer Schutzgasatmosphäre wärmebehandelt:
zwölfminütiges Glühen der Bänder in Formiergas (95 % N2, 5 % H2) bei 700 °C, Ofenabkühlung auf 200 °C,
Abkühlung auf Raumtemperatur in ruhender Laborluft.
[0023] Mit diesem Versuch wird qualitativ der Lötprozeß unter Schutzgas nachgestellt, mit
dem Unterschied, daß Schwankungen durch das Fertigungsverfahren ausgeschlossen sind.
Die Auswertung des Versuchs umfaßt die Beurteilung der Bänder hinsichtlich ihrer Oberflächenverfärbung
und ihres Gefüges. Aus folgender Tabelle geht hervor, daß das Anlaufverhalten der
Legierungen in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung mit dem der üblichen Phosphor-Bronzen
vergleichbar ist. Bei hohen Fe-Gehalten ist die Verfärbung sogar geringer als bei
den gängigen CuSn-Legierungen. In diesem Fall ist eine schönende Nachbehandlung der
Oberflächen in der Nähe der Lötnaht nur in verringertem Umfang oder gar nicht notwendig.
| Legierung |
Veränderung der Oberflächenfarbe nach der beschriebenen Wärmebehandlung im Vergleich
zum ungeglühten Ausgangszustand |
| 1* |
deutliche Verfärbung |
| 2* |
schwache Verfärbung |
| 3* |
schwache Verfärbung |
| 4* |
schwache Verfärbung |
| 5 |
deutliche Verfärbung (abblätternde Zunderschicht) |
| 6* |
schwache Verfärbung |
| 7* |
schwache Verfärbung |
| 8* |
schwache Verfärbung |
| 9 |
sehr starke Verfärbung |
| 10 |
sehr starke Verfärbung |
| 11 |
sehr starke Verfärbung |
| 12 |
deutliche Verfärbung |
[0024] Die Mikrostruktur der erfindungsgemäßen Legierungen ist nach oben genannter Wärmebehandlung
wie folgt zu charakterisieren: Das Gefüge ist frei von Oxiden, obwohl wie nach dem
Stand der Technik gemein hin als notwendig angesehen wird kein Phosphor legiert wurde.
Es können nur Ausscheidungen nachgewiesen werden, in denen die erfindungsgemäßen Legierungselemente
Fe bzw. Sn angereichert sind. Die mittleren Korngrößen betragen in den erfindungsgemäßen
Legierungen nach obiger Wärmebehandlung nur ca. 25 µm. Dies ist auf die kornfeinende
Wirkung des Fe zurückzuführen. Falls gewünscht, ist es auch möglich die erfindungsgemäßen
Legierungen nach dem Fügen umzuformen, ohne daß auf der Bauteiloberfläche Rauhigkeiten
entstehen, wie man dies von Zinnbronze-Legierungen nach dem Stand der Technik kennt.
[0025] Für die Gesamtbewertung der untersuchten Legierungen ergibt sich folgende Übersicht:
| Legierung |
Gefüge in WEZ und Grundmaterial |
Qualität Hartlötung |
Resthärte HV(300 s) im Vergleich zu Leg. 12 |
Verringg. d. Härteabfalles v. 60 bis 300s gegen Leg. 12 |
Verfärbung der Oberfläche nach Wärmebehandlung in Schutzgasatmosphäre |
Relative Gesamteignung gegenüber Leg. 12 |
| 1* |
in Ordnung (=100%) |
gut (=100%) |
8 % |
31 % |
deutlich (50 %) |
39 %Pkte |
| 2* |
in Ordnung (=100%) |
gut (=100%) |
48 % |
38 % |
schwach (100 %) |
136 %Pkte |
| 3* |
in Ordnung (=100%) |
gut (=100%) |
52 % |
44 % |
schwach (100 %) |
146 %Pkte |
| 4* |
in Ordnung (=100%) |
gut (=100%) |
75 % |
56 % |
schwach (100 %) |
181 %Pkte |
| 5 |
in Ordnung (=100%) |
mäßig (=50%) |
40% |
75 % |
deutlich (100 %) |
115 %Pkte |
| 6* |
in Ordnung (=100%) |
gut (=100%) |
37 % |
75 % |
schwach (100 %) |
162 %Pkte |
| 7* |
in Ordnung (=100%) |
gut (=100%) |
51 % |
75 % |
schwach (100 %) |
176 %Pkte |
| 8* |
in Ordnung (=100%) |
gut (=100%) |
52 % |
88 % |
schwach (100 %) |
190 %Pkte |
| 9 |
in Ordnung (=100%) |
nicht brauchbar (0%) |
12 % |
81 % |
stark (0 %) |
nicht brauchbar |
| 10 |
in Ordnung (=100%) |
nicht brauchbar (0%) |
30 % |
88 % |
stark (0 %) |
nicht brauchbar |
| 11 |
in Ordnung (=100%) |
nicht brauchbar (0%) |
59 % |
63 % |
stark (0 %) |
nicht brauchbar |
| 12 |
in Ordnung (=100%) |
gut (=100%) |
0 % |
0 % |
deutlich (50 %) |
0 %Pkte |
| (*: Legierung erfindungsgemäß) |
[0026] Es wird deutlich, daß mit den erfingungsgemäßen Legierungen ein hoher Zugewinn in
der Gesamteignung erzielt wird. Der Zugewinn mißt sich in Prozentpunkten gegenüber
der Vergleichsvariante Leg. 12, die eine herkömmliche Phosphorbronze ist. Offensichtlich
ist, daß mit der erfindungsgemäßen Verwendung der vorgeschlagenen Legierungen die
gestellte Aufgabe hervorragend gelöst wird.
1. Verwendung einer Kupfer-Zinn-Eisen-Legierung,
die aus 4 bis 12 % Zinn; 0,1 bis 4 % Eisen; Rest Kupfer und üblichen Verunreinigungen
besteht,
zur Herstellung von durch Wärmeeinwirkung gefügten Bauteilen, wobei wenigstens eines
der zu fügenden Teile aus der Kupfer-Zinn-Eisen-Legierung besteht.
2. Verwendung nach Anspruch 1,
wobei bei einem Lötverfahren als gewähltem Fügeverfahren die Arbeitstemperatur des
Lotes > 300 °C beträgt.
3. Verwendung nach Anspruch 1,
wobei zum Fügen ein Schmelzschweiß- oder ein Preßschweißverfahren eingesetzt wird.
4. Verwendung nach Anspruch 1, 2 oder 3
mit Gebrauchsgegenständen des täglichen Bedarfs, wie etwa Schmuck oder Bekleidungsaccessoires,
als gefügten Teilen.
5. Verwendung nach Anspruch 1, 2 oder 3
mit Brillen bzw. Brillenteilen, wie etwa Brillenbügeln, Brillenscharnieren, Augenrandprofilen,
als gefügten Teilen.
6. Verwendung einer Kupfer-Legierung nach Anspruch 1
mit 6 bis 10 % Zinn; 0,5 bis 2,5 % Eisen
für den Zweck nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.
7. Verwendung einer Kupfer-Legierung nach Anspruch 1
mit 7 bis 9 % Zinn; 1 bis 2 % Eisen
für den Zweck nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.
8. Verwendung einer Kupfer-Legierung nach Anspruch 1
mit 10 bis 12 % Zinn; 2,5 bis 4 % Eisen
für den Zweck nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.
9. Verwendung einer Kupfer-Legierung nach Anspruch 1 oder 6 bis 8, bei der das Eisen
ganz oder teilweise durch Kobalt ersetzt ist,
für den Zweck nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.
10. Verwendung einer Kupfer-Legierung nach Anspruch 1 oder 6 bis 9, die zusätzlich Mangan
und/oder Zink bis zu insgesamt 10 % enthält,
für den Zweck nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.
11. Verwendung einer Kupfer-Legierung nach Anspruch 1 oder 6 bis 10, die zusätzlich 0,01
bis 0,5 % Phosphor enthält,
für den Zweck nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.
12. Verwendung einer Kupfer-Legierung nach Anspruch 1 oder 6 bis 11, die zusätzlich bis
zu 3 Volumen-% Blei und/oder intermetallische Phasen als Spanbrecher enthält, für
den Zweck nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.