[發明專利]一種銅鋅合金的用途

無效

• 申請號: 201380074616.7
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN105247085A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: N·賈格;J·蓋森;F·格布哈德
• 申請（專利權）人: 迪爾金屬合作兩合公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;C22C9/01;C22C9/05;A01L1/00;A01L1/02;A01L15/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 徐達

本發明涉及一種組成為59-73％銅，2.7-8.5％錳，1.5-6.3％鋁，0.2-4％硅，0.2-3％鐵，0-2％鉛，0-2％鎳，0-0.4％錫，其余為鋅以及不可避免的雜質的銅鋅合金的新用途。百分比份額在此處并且在下文中各自涉及重量百分比。

從EP0853880A2和從US6,059,043A已知銅合金作為用于馬蹄鐵的材料的用途，但是并未描述關于銅合金的組成的信息。相對于通常為馬蹄鐵所采用的材料鋼而言，銅合金顯示更高的延展性和因此在鍛造時更好的可加工性。銅合金的阻尼性能比鋼好。此外，銅具有抗微生物特性，其在作為馬蹄鐵使用時是有利的。

不利地，銅合金通常相對于鋼而言顯示對于馬蹄鐵不足的抗磨損性。由銅合金制成的馬蹄鐵的壽命本身相對于由鋼制成的馬蹄鐵而言不是可接受的。

本發明基于這樣的任務，提供作為用于馬蹄鐵的材料使用的銅合金，其在對于馬蹄鐵的良好可鍛性下具有足夠高的抗磨損性。

根據本發明，該任務通過使用銅鋅合金作為用于馬蹄鐵的材料得到解決，其中所述合金包含59-73％銅，2.7-8.5％錳，1.5-6.3％鋁，0.2-4％硅，0.2-3％鐵，0-2％鉛，0-2％鎳，0-0.4％錫，其余為鋅以及不可避免的雜質。

因此本文說明了對于一種銅鋅合金的新穎用途，所述銅鋅合金在DE2919478C2中以相似的組成作為用于同步環的材料加以說明。該本身已知的合金特別具有高摩擦值也即摩擦系數，以及與之組合的其他固有的材料特性。從DE102004058318B4進一步知曉上述的銅鋅合金作為用于氣門導管的材料的用途。在DE102005015467A1中，對于上面提到的銅鋅合金，提出了作為用于滑動軸承的材料的用途。

由于比較高的α-相份額，這樣的銅鋅合金顯示良好的延展性和因此良好的可鍛性。然而，由于較硬的黃銅混合晶體和由于嵌入的過渡金屬相，所述合金具有150和200HB(銅：40HB)之間的相對于銅顯著提高的硬度。符號HB在此涉及所謂的布氏硬度，其根據標準例如通過具有2.5mm直徑的測試球的印痕直徑在62.5N的測試力下測量。雖然由于合金的硬度產生了較高的抗磨損性，然而這可以使得出現相對于銅而言變差的阻尼性能。

然而令人意外地，本發明現在發現，所述銅鋅合金的阻尼性能與銅相似并且就這點而言相對于鋼明顯地得到改善。所述銅鋅合金具有如銅那樣在100GPa和130GPa之間的彈性模量。與此相反，鋼的彈性模量在大約200GPa的范圍內。因此，所述銅鋅合金針對變形產生如銅那樣比鋼顯著較小的阻力，因此存在對于馬蹄鐵有利的特性。用由所述銅鋅合金制成的馬蹄鐵打掌的馬蹄比用由鋼制成的馬蹄鐵打掌的明顯更少地被碰傷。

銅鋅合金能夠制備如下：在大約1000℃的溫度下熔化各組分，緊接著半連續或全連續地連續澆鑄以及在700℃和750℃之間的溫度下具有或沒有壓延地擠壓為棒形。在將棒橫切后，可以進一步通過模鍛和通過切削加工將材料改制成馬蹄鐵的毛坯形狀。備選地，可以將已經在擠壓下的材料制成U-形。以各種不同的大小提供還配備有蹄鐵釘孔的馬蹄鐵毛坯形狀。然后通過現場熱鍛，使馬蹄鐵單個地適應于待打掌的馬蹄。

具有所述組成的銅鋅合金具有這樣的結構，其包含α-混合晶體份額和β-混合晶體份額。也稱作α-相的由銅和鋅組成的α-混合晶體顯示面心立方結構。β-相或β-混合晶體具有體心立方結構。許多耐磨的銅鋅合金在結構中占優勢地顯示β-相。這使得合金是易碎的。對于馬蹄鐵應用來說其延展性過小。然而，所述的銅鋅合金具有足夠的α-相份額，因此其為用于馬蹄鐵的材料提供了必需的延展性或可鍛性。取決于合金的特殊組成和冷卻期間的溫度進程，材料結構中α-相份額在大約40％和80％之間。

銅鋅合金的硬度主要由過渡金屬相，特別是由硅化錳提供。通過組織中的β-相份額，可以額外調節材料的硬度。因此有利地，使所述組成的銅鋅合金在現場鍛造后，即特別是在蹄鐵鋪中，在水中淬火。由此材料的組織中β-相份額提高，借此增加了硬度和抗磨損性。

換言之，本銅鋅合金在通過擠壓、橫切和模鍛的制備后提供在相對高α-相份額下的良好可鍛性的優點。合適的鍛造溫度在650℃和750℃之間(對于銅，750℃和950℃的鍛造溫度是必要的)。在現場鍛造之后，就使材料淬火，由此其抗磨損性和其硬度由于此后增加的β-相份額而提高。