informationen zu kupfer und zinklegierungen
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Wichtige Information zu dem Entwurf von Flugantriebenen Systemen sowie die Entwicklung von neue Automobilen Durchgegangen ist.TRANSCRIPT
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Kupfer-Zink-Legierungen(Messing undSondermessing)
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Herausgeber:Deutsches KupferinstitutAuskunfts- und Beratungsstelle fr die Verwendung von Kupfer und Kupferlegierungen.
Am Bonneshof 540474 DsseldorfTelefon: (0211) 4 79 63 00Telefax: (0211) 4 79 63 [email protected]
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Auflage 03/2007
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Kupfer-Zink-Legierungen(Messing und Sondermessing)
Inhalt
1. Allgemeines zu Kupfer-Zink-Legierungen 21.1 Was ist Messing 21.2 Geschichtliches 21.3 EinteilungderKupfer-Zink-LegierungenundEinflussdritterElemente 2 1.4 GenormteKupfer-Zink-Legierungen 4
2. Eigenschaften der Kupfer-Zink-Legierungen 62.1 Knetlegierungen 62.1.1 Physikalische Eigenschaften 62.1.2 Elektrische Eigenschaften 62.1.3 ThermischeEigenschaften 62.1.4 Magnetische Eigenschaften 62.1.5 Mechanische Eigenschaften 6
2.2 Gusslegierungen 8 2.2.1 Physikalische Eigenschaften 82.2.2 Magnetische Eigenschaften 82.2.3 Mechanische Eigenschaften 8
2.3 Korrosionsbestndigkeit 9
2.4 Physiologische Eigenschaften 9
3. Herstellung und Verarbeitung 103.1 Knetlegierungen 103.1.1 Schmelzen 123.1.2 Gieen 123.1.3 SpanloseUmformung 123.1.4 Wrmebehandlung 133.1.5 Spanabhebende Bearbeitung 133.1.6 Verbindungsverfahren 133.1.7 Oberflchenbehandlung 15
3.2 Gusslegierungen 163.2.1 Schmelzen 163.2.2 Gieen 173.2.3 Wrmebehandlung 173.2.4 Spanabhebende Bearbeitung 173.2.5 Verbindungsverfahren 173.2.6 Oberflchenbehandlung 17
4. Anwendung - Knet- und Gusslegierungen 18
5. Literatur / Normen 20
6. Verlagsprogramm 22
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| Deutsches Kupferinstitut
1. Allgemeines zu Kupfer-Zink-Legierungen (Messing und Sondermessing)
1.1 Was ist Messing
Messing ist eine Legierung des KupfersmitZink.Fastberallimtglichen Leben begegnen uns Kupfer-Zink-Legierungen. Sie stellen die bedeutendste Legierungsgruppe innerhalb der Kupferwerkstoffe dar.
Die gebruchlichen Kupfer-Zink-Legierungen enthalten auer Kupfer 5 bis 45 %
1) Zink. Zur Verbesserung der Zerspanbarkeit knnen Kupfer-Zink-Legierungen auer Kupfer und Zink Bleienthalten.Mehrstofflegierungen,imallgemeinenSprachgebrauchauchSondermessinggenannt,enthaltenweitereLegierungselementewiez.B.Aluminium,Eisen,Mangan,Nickel,SiliziumundZinn,dievorwiegendderFestigkeitssteigerungsowiederVerbesserung der Gleiteigenschaften und Korrosionsbestndigkeit dienen.
1.2 Geschichtliches
Kupfer-Zink-LegierungensinddemMenschen schon sehr lange bekannt. In Babylon und Assyrien wurde sieschonim3.Jahrtausendv.Chr.verwendet; in Palstina ist der Gebrauchzwischen1400und1000v.Chr.nachgewiesen.Kupfer-Zink-Legierungenentstanden,indemmanzumKupferbeimSchmelzenGalmei(Zinkkarbonat)zugab.NachdemgleichenVerfahrensindum150n.Chr.auchaufdeutschemBodenKupfer-Zink-Legierungen hergestellt worden.
Die Anfnge einer eigentlichen IndustriefrdieseLegierungensindin Deutschland bis in das 15. und 16. Jahrhundertzurckzuverfolgen[1].
1884 erkannte A. Dick[2]dieverbessernde Wirkung von Eisen und Mangan in Kupfer-Zink-Legierungen undstellteerstmalsbewussteinebrauchbareMehrstofflegierungher.
1906ermittelteGuillet[3]mitHilfevonVersuchen,wievieleTeileZinkdurcheinenTeildesZusatzmetallsausgetauschtwerdenmssen,umGefgegleichheitmitdenbinrenLegierungenzuerzielen.
DieseAustauschkoeffizientenvonGuilletsindfrdiePraktikereinewertvolleHilfezurrohenAbschtzungundBeurteilungdesEinflussesdritterElementeinKupfer-Zink-Legierungen.
1.3 Einteilung der Kupfer-Zink-Legierungen
DiegenormtenKupfer-Zink-LegierungensindinDINCEN/TS13388(Tabellen7,8,9frKnetlegierungenund12.2frGusslegierungen)zusammengefasst.Siesindunterteiltin drei Gruppen: Binre Kupfer-Zink-Legierungen,Kupfer-Zink-LegierungenmitBleiundKupfer-Zink-LegierungenmitweiterenLegierungselementenwieAluminium,Zinn,Silizium,Nickel,ManganundEisen(Mehrstofflegierungen).
.3. Kupfer-Zink
Bild zeigtdasZustandsschaubildderKupfer-Zink-LegierungenimtechnischwichtigenKonzentrationsgebietvon0bis60%Zink.Diereinen(binren)Kupfer-Zink-Legierungen knnen aufgrundihresGefgeaufbausindreiHauptgruppenunterteiltwerden.
Die erste Gruppe von Legierungen bis ca. 37 % Zink weist ein einheitliches Gefgeauf(-Phase) und kristallisiert ineinemkubisch-flchenzentriertenGitter.
DiezweiteGruppe,gekennzeichnetdurchca.37bis46%Zink,enthltmitder -Phase,dieineinemkubisch-raumzentriertenGittererstarrt,zustzlicheinenGefgebestandteilgeringererPlastizitt,dessenAnteilamGesamtgefgemitdemZinkgehaltzunimmt(+-Gefge).
DiedritteGruppevonWerkstoffenmitca.46bis50%ZinkbestehtwiederumauseinemeinheitlichenGefge(-Phase).
Bei noch hheren Zinkgehalten tritt als weitererGefgebestandteildie-Phase auf,dessenextremeSprdigkeitsolcheLegierungen technisch unbrauchbar werden lsst.
.3. Kupfer-Zink-Blei
Blei ist in Kupfer-Zink-Legierungen unlslich und lagert sich an den Korngrenzenab.DurchBleizusatzwerden Kupfer-Zink Legierungen zuhervorragendzerspanbarenWerkstoffen.Blei,beeintrchtigtjedochdieSchmelzschweieignung.
Einphasigen Kupfer-Zink-Legierungen kannBleibiszu3,5%zugegebenwerden(Bsp.:CuZn36Pb3)ohnedieWarmumformungim(+)-Bereich nachteiligzubeeinflussen.BeieinerKaltumformungwirktsichBleiinsbesonderedannungnstigaus,wennesingroberFormausgeschiedenist. Zweiphasige (+)-Legierungen enthaltenbis3,5%Blei(Bsp.:CuZn39Pb3),ebenfallszurVerbesserung der Spanbarkeit.
Diese Legierungen sind sehr gut warmformbar.FrKupfer-Zink-Legierungen,dieimTrinkwasserbereicheingesetztwerden,geltenhinsichtlichdesBleigehaltesgesetzlicheHchstgrenzen[6,7].
1) Die Prozentangaben im Dokument beziehen sich auf Massenprozent
Bild 1: Zustandsschaubild Kupfer-Zink (DKI 4421) [4]
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.3.3. Mehrstofflegierungen und Einfluss dritter Elemente
.3.3. Kupfer-Zink-Aluminium
DurchAluminium(Al)wirdder-BereichimZustandsschaubildKupfer-Zink stark eingeengt (Bild ).AluminiumerhhtdurchMischkristall-hrtungdieFestigkeitder- und -Phase,ohnewesentlichdasWarm-formvermgenzubeeinflussen.Fernerverbessert es den Widerstand gegenErosionskorrosion,dieGleiteigen-schaften(Bsp.:CuZn37Mn3Al2PbSi)sowie die Anlauf- und Witterungs-bestndigkeit. In einphasigen () Kupfer-Zink-Legierungen erhht AluminiumdieKorrosionsbestndigkeitgegenMeerwasser(Bsp.:CuZn20Al2As).
InGusslegierungen,indenenGehaltebis7%Aluminiumblichsind(Bsp.:CuZn25Al5Mn4Fe3-C),erhhtAluminiumdieFestigkeit.Auerdemhilftes,beiGusserzeugnisseneinehoheOberflchenqualittzuerreichen.
Bild 2: Cu-Zn-Al Isothermer Schnitt bei 500C (DKI 1912) [5]
.3.3. Kupfer-Zink-Zinn
InKupfersindbis300Cetwa8%Zinn lslich (Bild 3). Die Lslichkeit von Zinn fllt durch steigenden Zinkzusatzineinphasigen() Kupfer-Zink-Legierungenbisaufetwa1,5%Zinnbei30%Zinkab.ZinnwirdintechnischgenutztenWerkstoffenbiszuetwa1%zugesetzt.Eserhhtin einphasigen () Kupfer-Zink-Legierungen den Korrosionswiderstand durch Deckschichtenbildung (Bsp.:CuZn28Sn1As)undverbessertdieFestigkeits-undGleiteigenschaften.
Auchinzweiphasigen(+)-LegierungenverbessernZinnzustzedie Korrosionsbestndigkeit (Bsp.:CuZn38Sn1As).
.3.3.3 Kupfer-Zink-Silizium
WhrenddieLslichkeitvonSiliziumimKupferbeietwa4%liegt,nimmtdiesemitzunehmendemZinkgehaltab,undzwarbisaufetwa0,5%Siliziumineinphasigen()-Kupfer-Zink-Legierungenmit68%Kupfer(Bild 4).
Siliziumverbessertinzweiphasigen(+) Kupfer-Zink-Legierungen die mechanischenEigenschaftenundAnlaufbestndigkeit. Bei berschuss bindet es Eisen und Mangan als Silizide,dieinFormharterPrimr-kristalleimGefgeeingebettetsind.Dadurch und durch Bindung inter-metallischerPhasenwirdderVerschleiwiderstand wesentlich verbessert. Auch in einphasigen ()LegierungenzeigtSiliziumunterBedingungen,diezueinerHeterogenisierungdesGefgesfhren,eine entsprechende Wirkung (Bsp.:CuZn31Si1).InhomogenerLsungvomMischkristallaufgenommenvermindertSiliziumdieEmpfindlichkeitvon Kupfer-Zink-Legierungen gegen Spannungsrisskorrosion und schrnkt dieZinkausdampfungbeiWrme-behandlungen ein. In Kupfer-Zink-Gusslegierungen verbessert es die Giebarkeit(Bsp.:CuZn16Si4-C)undalsCuZn21Si3P2)sowohldieFestigkeitalsauch die Zerspanbarkeit.
.3.3.4 Kupfer-Zink-Nickel
Nickel(Ni)istinKupfer-Zink-LegierungeninverhltnismighohenGehalten lslich (Bild 5). Kupfer-Nickel-Zink-Legierungenmitetwa9bis26%NickelwerdenNeusilbergenannt[8].InMehrstofflegierungensinddagegennurGehaltebismax.3%Nickelblich(Bsp.:CuZn35Ni3Mn2AlPb).
NickelverbessertdiemechanischenEigenschaften auch bei erhhten TemperaturenunddasForm-nderungsvermgen.Eserhhtferner die Korrosionsbestndigkeit.
Bild 5: Cu-Zn-Ni Isothermer Schnitt bei 500C (DKI 1916) [5]
.3.3.5 Kupfer-Zink-Mangan
Im-Kupfer-Zink-Mischkristall liegt die Lslichkeit von Mangan unterderjenigenvonNickel
2) C69300: Werkstoffnummer nach UNS
Bild 4: Cu-Zn-Si Isothermer Schnitt bei 500C (DKI 1915) [5]
Bild 3: Cu-Zn-Sn Isothermer Schnitt bei 300C und 500 C (DKI 1912) [5]
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(Bild 6).Im-Mischkristall ist weniger Manganlslichalsim-Mischkristall.Mehrstofflegierungenknnen bis etwa 5 % Mn enthalten (Bsp.:CuZn23Al6Mn4Fe3Pb).ManganverbesserthnlichwieNickeldiemechanischenEigenschaftenunddieKorrosionsbestndigkeit,insbesonderegegenWitterungseinflsse(Bsp.:CuZn40Mn2Fe1).BeigleichzeitigerAnwesenheitvonAluminiumundSiliziumhabenmanganhaltigeMehrstofflegierungeneinen hohen Verschleiwiderstand (Bsp.:CuZn37Mn3Al2PbSi).
Bild 6: Cu-Zn-Mn Isothermer Schnitt bei 500C (DKI 1920) [5]
.3.3.6 Kupfer-Zink-Eisen
DieLslichkeitvonEisenistsowohlim-alsauchim-Mischkristall sehr gering (Bild 7). Die Eisenlslichkeit isttemperaturabhngig,sodassgrundschlich die Mglichkeit der Aushrtung besteht. Davon wird jedoch inderPraxiskeinGebrauchgemacht.
Ausdem-Mischkristall scheidet sich Eisenverhltnismigtrge,ausdem-Mischkristall dagegen schnell aus.In erster Linie bewirkt Eisen eine Korn-feinungdurchprimrausgeschiedeneEisenkristalleundverbessertdamitdiemechanischenEigenschaften.
DieblichenEisengehalteliegenzwischen0,5bis1,5%,inEinzelfllenbis3,5%Eisen(Bsp.:CuZn23Al6Mn4Fe3Pb).AusgeschiedenesEisenbeeinflusstdiemagnetischenEigenschaftenentscheidend.
Bild 7: Cu-Zn-Fe Isothermer Schnitt bei 500C (DKI 1921) [5]
.3.3.7 Beimengungen und Verunreinigungen
AntimonerschwertdieKaltumformungbeitiefenTemperaturen;inCuZn30wirken schon Gehalte von 0,015%Sb versprdend. In einphasigen () Kupfer-Zink-LegierungenvermindertAntimondieNeigungzurEntzinkung.ArsenvermindertebenfallsingeringenMengenvon0,020bis0,15%dieNeigungder-PhasezurEntzinkung.DieHhedesArsengehaltesistabhngigvonseinerReaktionmitanderenElementen.PhosphormachtbereitsinkleinenGehaltenvonwenigenHundertstelProzentdieKupfer-Zink-SchmelzednnflssigunderhhtbesonderszusammenmitArsendieEntzin-kungsbestndigkeit.Unerwnschteundz.T.vomGesetz-gebereingeschrnkteBegleitelementesind Cadmium, Magnesium, Schwefel, Selen, Tellur und Wismut. SpeziellWismut erhht bei Kupfer-Zink-Legierungen,diewarmumgeformtwerden,dieWarmrissigkeit.
1.4 Genormte Kupfer-Zink-Legierungen
NachISO 90- werden die Legierungen gemssihrerchemischenZusammen-setzungmitdemKurzzeichenCuZnund einer nachgestellten Zahl gekenn-zeichnet,welchedenungefhrenZinkgehaltangibt.CuZn37enthltdemnachetwa37%Znunddement-sprechend63%Cu.Diebleihaltigen
LegierungenkennzeichnetmanzustzlichmitdemnachgestelltenchemischenSymbolfrBlei,z.B.CuZn40Pb2mitetwa40%Zn,2%Pbund58%Cu.BeiMehrstofflegierungenfolgendemchemischenSymbolundderProzentangabefrZinkimKurzzeichendieSymbolederwichtigstenLegierungszustze,z.B.CuZn28Sn1mit28%Zn,1%Snund71%Cu.KurzzeichenfrGusslegierungenendenzustzlichmiteinemC(Bsp.:CuZn15Si4-C).
DieWerkstoffbezeichnungerfolgtebenfallsmitWerkstoffnummern,dienachDINEN1412auseinerBuchstaben-Zahlen-Kombination(alpha-numerisch)bestehen.EsistzwischendenKnetlegierungenmitCWbezeichnet(Bsp.:CW500LfrCuZn5)diezuHalbzeugwieBlechen,Bndern,Stangen,Rohren,Drhtenusw.verarbeitet,unddenGusslegierungenmitCCbezeichnet(Bsp.:CC754SfrCuZn39Pb1Al1-C),ausdenenGussteile nach den verschiedensten Gieverfahrenhergestelltwerden,zuunterscheiden.
FrbeideGruppensinddieZustands-bezeichnungeninDINEN1173festgelegt.DiechemischeZusammensetzung,dieEigenschaften,dieLieferbedingungenundggf.diePrfbedingungender Legierungen sind in den ent-sprechendenProduktnormenfrHalb-zeugeundGusserzeugnissedefiniert.DieBezeichnungenweich,halbhart,hartusw.sowieanwendungsbezogeneBezeichnungen(Tabelle ) sind nicht eindeutig und sollten deshalb nicht verwendet werden.
.4. Knetlegierungen
DieindenTabellen7,8und9derNormDINCEN/TS13388aufgelistetenKnetlegierungensindgemssDINEN1412indreiGruppeneingeteilt(s. Ausklapptabelle):A Kupfer-Zink-Knetlegierungen ohne weitereLegierungselementeBKupfer-Zink-KnetlegierungenmitBlei undCKupfer-Zink-KnetlegierungenmitweiterenLegierungselementen(Mehrstofflegierungen).
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InderGruppeAunterscheidetmanzweckmigerweiseLegierungenmiteinemZinkgehaltbis37%undLegierungenmitber37%Zink.DieLegierungenmitwenigerals37%Zinkhabeneinhomogenes-Gefge.InLegierungenmitber37%ZinktrittzustzlichalszweitePhaseauf,wodurch die Eigenschaften wesentlich verndert werden.
DiegleicheEinteilungistauchfrdieGruppeBblich.DiesenLegierungenistbiszu3,5%BleizurVerbesserungderSpanbarkeitzugesetzt.BleiistinKupfer-Zink-Legierungen unlslich. DieBleieinschlssewirkenimGefgeals Spanbrecher.
InGruppeCenthaltendieLegierungenZustzevonAluminium,Zinn,Nickel,
Anwendungsbezogene-Bezeichung
Frheres Kurzzeichen
Alte DIN Bezeichnung
DIN EN Bezeichnung
ProfilmessingArchitektur-Messing
Ms56 CuZn44Pb2 CuZn43Pb2
Hartmessing Ms58 CuZn39Pb3 CuZn39Pb3
Schrauben-Messing CuZn39Pb2 CuZn39Pb2
Automaten-Messing CuZn40Pb2 CuZn40Pb2
Schmiede-Messing Ms60 CuZn40 CuZn40
Muntzmetall Ms60Pb CuZn38Pb1,5 CuZn38Pb2
Druckmessing Ms63 CuZn37 CuZn37
Weichmessing Ms63Pb CuZn37Pb0,5 CuZn37Pb0,5
CuZn36Pb1,5 CuZn35Pb1
Halbtombak Ms67 CuZn33 CuZn33
Ltmessing
- Ms72 CuZn28 CuZn28
Hellrottombak Ms80 CuZn20 CuZn20
Mittelrottombak Ms58 CuZn15 CuZn15
Goldtombak
Rottombak Ms90 CuZn10 CuZn10
Dunkelrottombak Ms95 CuZn5 CuZn5
Baubronze - CuZn40Mn2 CuZn40Mn2Fe1
Tabelle 1: Anwendungsbezogene Bezeichnungen und ihre Bedeutung
Eisen,Silizium,Manganusw.(s. Ausklapptabelle).DieseZustzeverschiebenmehroderwenigerdiePhasengrenzendesSystemsKupfer-Zink;siebeeinflussendasGefgeunddieEigenschaften.VorallemdienensiederVerbesserungderFestigkeitsowieder Gleit- und Verschleieigenschaften und der Korrosionsbestndigkeit.
.4. Gusslegierungen
Die Gusslegierungen in der Tabelle 12.2derNormDINCEN/TS13388kannmanebenfallsdenbereitserwhntenGruppenA,B,undCwieunterKapitel1.4.1zuordnen,dennfrdieHerstellungvonFormgusswerdensowohlKupfer-Zink-Legierungenmit33 bis 42 % Zink und gegebenenfalls bis 3 % Blei als auch Mehrstoff-legierungenverwendet.DieDINEN-NormenmachenjedochvondieserEinteilung keinen Gebrauch.
Die Kupfer-Zink-Gusslegierungen werden ihrer Eignung entsprechend in Sand(GS)-,Kokillen(GM)-,Schleuder(GZ)-,Strang(GC)-undDruckguss(GP)eingeteilt.BeiMehrstofflegierungenfrFormgussunterscheidetmaninderPraxisdieLegierungenauerdemnochnachihremLtverhaltenunddenmechanischenEigenschaften;demnachistzwischenaluminiumfreien,weich-undhartltgeeignetenundhochfesten,aluminiumhaltigenLegierungenzuunterscheiden.
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Die Eigenschaften der binren Kupfer-Zink-Legierungen ndern sich in AbhngigkeitvomZinkgehaltimGebiet der -Mischkristalle relativ gleichmig.BeihherenZinkgehaltenbeobachtetmandagegenmitdemAuftreten von -Mischkristallen imGefgemeistsprunghafteEigenschaftsnderungen.AuerdemZinkgehalt werden die Eigenschaften vomGehaltanweiterenLegierungs-elementenbeeinflusst.FrbestimmteBedarfsfllestehendamitjeweilsgeeigneteLegierungsvariantenzurVerfgung.
2.1 Knetlegierungen
.. Physikalische Eigenschaften
Einige wichtige Kennwerte sind frdieKnetlegierungeninderAusklapptabellezusammengestellt.Die Dichte des reinen Kupfers betrgt bei20C8,93g/cm3. Dieser Wert wird mitsteigendemZinkgehaltgeringer.Der ElastizittsmodulnimmtmitdemZinkgehaltbiszurGrenzedes-Gebietesleicht,im(+)-Gebiet stark ab (Ausklapptabelle). Ein MerkmalderKupfer-Zink-LegierungenistihreansprechendeFarbe.DieKupferfarbendertsichmitzunehmendemZinkgehaltberGoldrotbeiCuZn5,GoldgelbbeiCuZn15undGrnlichgelbbeiCuZn28zueinersattgelbenTnungbeiCuZn37.MitdemAuftretender-Kristalle in den zweiphasigen(+)-Kupfer-Zink-LegierungenndertsichderFarbtoninsRtliche.Hierzuistallerdingszuerwhnen,dassbeieinerAbschtzungderZusammensetzungaufgrundderFarbedurchZusatzkleinerMengenandererLegierungselementestarkverndernkann.Soergebenz.B.geringeZustzevonAluminiumzuCuZn40Pb2einegrnlich-gelbeund von Mangan eine brunliche Frbung.DasmachtdieKupfer-Zink-LegierungenfrArchitekturundKunstinteressant.
.. Elektrische Eigenschaften
Wie Bild 8zeigt,flltdieelektrischeLeitfhigkeit des -MessingsmitsteigendemZinkgehaltbisaufeinen
Wertvonetwa15,5MS/mab,CuZn5miteinerLeitfhigkeitvonimmerhinnochber33MS/misteinbegehrterWerkstofffrspezielleAnwendungenimBereichdesElektromaschinenbaus.
Das Bild veranschaulicht auch den EinflussderTemperaturaufdieelektrische Leitfhigkeit einiger Legierungen.MitzunehmendemKaltumformungsgradwirddieelektrischeLeitfhigkeitherabgesetzt(Bild 9).
..3 Thermische Eigenschaften
Die WrmeleitfhigkeitnimmtmitdemZinkgehaltabundsteigtmitderTemperaturan(Bild 0). Der lineare Wrmeausdehnungskoeffizient vergrertsichmitdemZinkgehalt(Ausklapptabelle).
Die spezifische Wrmeistim-Gebiet mit0,377bis0,390J/gKnahezuunabhngigvomKupfergehalt.Im(+)-GebietsteigtsiemitwachsenderZinkkonzentrationan[1].
..4 Magnetische Eigenschaften
Eisenfreie Kupfer-Zink-Legierungen sinddiamagnetisch.DiespezifischeSuszeptibilittdesreinenKupfersvon0,08610-6steigtmitdemZinkgehaltan,undzwarbisauf0,1910-6beiCuZn43Pb2.Sieisttemperaturabhngig.KennwertefrdiePermeabilitteinigergenormtenKupfer-Zink-Knetegierungen sind in der Ausklapptabelle angegeben.
..5 Mechanische Eigenschaften
DieblichenKupfer-Zink-Legierungensind nicht aushrtbar. Deshalb lassen sich auer durch LegierungsverfestigunghoheHrte-undFestigkeitskennwertenurdurchKaltumformungerreichen.
..5. Mechanische Eigenschaften bei Raumtemperatur
In Bild sind die Eigenschaften der Kupfer-Zink-Legierungen inAbhngigkeitvomZinkgehaltdargestellt.MitsteigendemZinkgehaltbisetwa45%ZnnehmenZugfestigkeitundBrinellhrtezu.Die Bruchdehnung erreicht bei etwa 30%ZneinenHchstwert.CuZn30istambestenkaltumformbar.CuZn37,inDeutschlandauswirtschaft-lichenGrndendieHauptlegierungfrKaltumformung,stehtjedochCuZn30imKaltumformungsvermgennurwenignach.BestimmteLegierungszustzeverbesserndiemechanischenEigenschaften der Kupfer-Zink-Legierungen,beieinigenLegierungenauch die Verschlei- und
2. Eigenschaften der Kupfer-Zink-Legierungen
Bild 8: Elektrische Leitfhigkeit einiger Kup-fer-Zink-Knetlegierungen im weichgeglhten Zustand bei Temperaturen von 20 bis 200 C (DKI 1812) [9]
Bild 9: Einfluss des Kaltverformungsgrades auf die elektrische Leitfhigkeit einiger Kupfer-Zink-Knetlegierungen (DKI 1813) [9]
Bild 10: Wrmeleitfhigkeit einiger Kupfer-Zink-Knetlegierungen im weichgeglhten Zustand bei Temperaturen von 20 bis 200 C (DKI 1814) [9]
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CuZn37isteinguterFederwerkstoff(Federeigenschaften)frBnderundfrDrhte.Einphasige-Kupfer-Zink-Legierungenlssensichguttiefziehen.DieTiefungswertefrCuZn36,R300undCuZn37,R300liegenjenachBlechdicke(0,3-2mm)zwischen11-14,3mm.DieDauerschwingfestigkeitwirdmeistalsWechselfestigkeitbestimmt.
MitabnehmendemKupfergehaltsteigtdie Wechselfestigkeit an (Bild 3).
BeiMehrstofflegierungenliegtdieWechselfestigkeitz.B.vonCuZn37Mn3Al2PbSizwischen170N/mm2imgepresstenund190N/mm2imgezogenenZustand[1].
Das Verhltnis von Wechselfestigkeit zurZugfestigkeitliegtzwischen0,26und0,33indembeiKupfer-werkstoffenblichenRahmen.
Bild 12: Mechanische Kennwerte von CuZn37 in Abhngigkeit vom Kaltziehgrad (DKI 3953 ) [5]
Bild 14: Warmfestigkeit und Warmdehnung der Kupfer-Zink-Legierungen in Abhngigkeit vom Zinkgehalt bis 400C (DKI 1816) [10]
Bild 15: Warmfestigkeit von CuZn31Si1 (DKI 4425 A) [1]
Die Zeitstandfestigkeit der Kupfer-Zink-LegierungensteigtzumindestbeiniedrigenTemperaturenmitfallendemKupfergehaltan[11].
Aus den Bildern 6a-d sind die Zeitstandeigenschaften von CuZn39Pb0,5,CuZn20Al2As,CuZn28Sn1AsundCuZn38AlFeNiPbSninAbhngigkeitvonderTemperaturzuersehen.
Bild 13: Wechselfestigkeit weicher und um 50% kaltgeformter Kupfer-Zink-Knetlegierungen in Abhngigkeit vom Kupfergehalt (DKI 1815 ) [1]
Bild 11: Mechanische Kennwerte von Kupfer-Zink-Knetlegierungen bei 20 C im weich-geglhten Zustand in Abhngigkeit vom Zinkgehalt (DKI 3952) [5]
Gleiteigenschaften.MitdemKaltumformungsgradnehmenZugfestigkeitundHrtezu(Bild ),dieBruchdehnungnimmtab.Mechanische Eigenschaften der Kupfer-Zink-Knetlegierungen in Abhngigkeit vomWerkstoffzustandenthltdieAusklapptabelle.Die Zugfestigkeit der binren Kupfer-Zink-Knetlegierungen als Band oder BlechliegtjenachZusammensetzungundKaltumformungsgrad,welcherdenWerkstoffzustandfestlegt,zwischen230undber610N/mm2,dieBrinellhrteHBzwischen45bisber180;dieVickershrteHVliegtmessverfahrensbedingtgeringfgighher als die Brinellhrte.
..5. Mechanische Eigenschaften bei erhhten Temperaturen
Warmfestigkeits-undWarm-dehnungskennwerte in Abhngigkeit vomZinkgehaltfr20,200,300und400CknnenBild 4entnommenwerden.DieWertewurdenimKurzzeitversuchbestimmt.
InsbesondereMehrstofflegierungenhabenbeierhhtenTemperaturennochguteEigenschaften.DaszeigtBild 5amBeispielderKnetlegierungCuZn31Si1.
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..5.3 Mechanische Eigenschaften bei tiefen Temperaturen
Die Eigenschaften der Kupfer-Zink-LegierungenbeitiefenTemperaturensindamBeispielderKnetlegierungCuZn40Mn2Fe1ausBild 7zuersehen. Kupfer-Zink-Legierungen versprdenbeitiefenTemperaturennicht.DiesermglichtihrenEinsatzalsKonstruktionswerkstoffeimTieftemperaturbereich.
2.2 Gusslegierungen
.. Physikalische Eigenschaften
DiemeistenphysikalischenEigenschaftenwieDichte,Leitfhigkeitund Ausdehnung von Kupfer-Zink-GusslegierungensindmitdenenderKnetlegierungenimweichgeglhtenund rekristallisierten Zustand vergleichbar.
.. Magnetische Eigenschaften
Eisenfreie Kupfer-Zink-Gusslegierungen sinddiamagnetisch.DiespezifischeSuszeptibilittdesreinenKupfersvon
0,08610-6steigtmitdemZinkgehaltan.Sieisttemperaturabhngig.KennwertefrdiePermeabilitteinigergenormtenKupfer-Zink-Gusslegierungen sind in der Ausklapptabelle angegeben.
..3 Mechanische Eigenschaften
DieFestigkeitswertederKupfer-Zink-Gusslegierungen sind aus der Ausklapptabellezuersehen.DieSkalader Zugfestigkeitswerte reicht hier bis750N/mm2. Einen erheblichen EinflusshatdasGieverfahren,wieeinVergleichmitdenKennwertenfrSandguss in der Ausklapptabellezeigt.
..3. Mechanische Eigenschaften bei erhhten Temperaturen
Warmfestigkeits-undWarmdehnungs-kennwerteinAbhngigkeitvomZinkgehaltknnenwieimKapitel2.1.5.2Bild14entnommenwerden.InsbesondereMehrstofflegierungenhaben beierhhtenTemperaturennochguteEigenschaften.Daszeigtdas Bild 8amBeispielderLegierungCuZn35Al1-C.
*Nicht genormte Legierung
Werkstoffeigenschaften im Probestab (Mittelwerte)
Werkstoff-Kurzzeichen
Zugfestigkeit Rm[N/mm ]
0,-Grenze Rp0,[N/mm ]
Dehnung A5 [%] Kerbschlagzhigkeit ak [J/cm ]
Temp.[C] -196 -100 -70 -40 +20 -196 -100 -70 -40 +20 -196 -100 -70 -40 +20 -196 -100 -70 -40 +20
CuZn39Pb1Al-C-GM 473 418 403 385 360 253 221 212 200 192 16,2 18,6 18,2 16,9 16,3 45 42 46 47 41
CuZn39Pb1Al-CGP 490 435 419 411 371 324 264 275 280 241 8,0 8,7 8,8 8,6 7,2 - - - - -
CuZn40Fe1-C*) - - 359 341 330 - - - - - - - 70,6 65,4 62,0 - - 63 61 60
CuZn34Mn3Al2Fe1-CGS 570 - - - 470 280 - - - 220 26,0 - - - 39,0 - - - - -
CuZn25Al5Mn4Fe3-C-GS - - - - - - - - - - - - - - - 19 - 43 47 49
Tabelle 2 Tieftemperaturverhalten verschiedener Kupfer-Zink-Gulegierungen[13]
Bild 16a-d: Zeitdehneigenschaften einiger Kupfer-Zink-Legierungen im Temperaturbereich zwischen 100 und 250 C (DKI 1818) [12]
Bild 18: Warmfestigkeit von CuZn35Al1-C (DKI 1817) [5]
Bild 17: Mechanische Kennwerte von CuZn40Mn2Fe1 bei tiefen Temperaturen (DKI 4426) [5]
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Informationsdruck i.5 | 9
..3. Mechanische Eigenschaften bei tiefen Temperaturen
DieFestigkeitswertederKupfer-Zink-Legierungen bei tiefen TemperaturensindamBeispieleinigerGusslegierungen aus Tabelle zuersehen. Kupfer-Zink-Legierungen versprdenbeitiefenTemperaturennicht.DiesermglichtihrenEinsatzalsKonstruktionswerkstoffeimTieftemperaturbereich.
2.3 Korrosionsbestndigkeit
Die Korrosionsbestndigkeit der Kupfer-Zink-Knet- und GusslegierungenwirdinhohemMaevomZinkanteilbestimmt.
Die einphasige -Legierung hnelt imKorrosionsverhaltendemreinenKupfer.SiebesitzteineguteBestndigkeitgegenberWasser,Dampf,verschiedenenSalzlsungenundvielenorganischenFlssigkeiten.
Die -Phase erreicht nicht die hohe Korrosionsbestndigkeit der -Phase. Deshalbwirddiezinkreichere-Phase imheterogenenGefgebevorzugtangegriffen.
Die Korrosionsbestndigkeit der Kupfer-Zink-Legierungen kann durch ZusatzweitererLegierungselementeinMehrstofflegierungennochverbessertwerden.Z.B.wirkensichZustzevonNickelundManganvorteilhaftauf die Korrosionsbestndigkeit gegenberderAtmosphreundin Wssern aus. Durch Zulegieren vonElementenwieAluminiumund Zinn wird die Bestndigkeit insbesondereinstrmendemMeerwasserverbessert.DINEN12451:1999-10enthltmitCuZn20Al2AseinealuminiumhaltigeundmitCuZn28Sn1einezinnhaltigeLegierungzurVerwendung als Kondensator- und Wrmetauscherrohre.
CuZn0AlhatsichbeiKhlwssernmitSalzgehaltenber0,2%,z.B.Meerwasser,bewhrtundistbestndig gegen Erosionskorrosion biszuWassergeschwindigkeitenvon2,5m/s.DieSchutzschichtensindselbstheilendbeiVerletzungen.
CuZn8Snistverwendbar,wennderGehaltdesKhlwassersangelstenStoffen0,1%nichtbersteigtundderpH-WertdesWassersnichtunter7absinkt.CuZn28Sn1istauchbestndig gegen den Angriff durch Ablagerungen und kann insbesondere beiBrackwssernalsKhlwasserbiszuWassergeschwindigkeiten von 2m/seingesetztwerden.
UnterbestimmtenBedingungenkannbei Kupfer-Zink-Legierungen eine spezielleKorrosionserscheinung,diesogenannte Entzinkung,auftreten.DiesekannflchenhaftinFormderLagenentzinkungoderbeieinemeher lokalen Angriff als sogenannte Pfropfenentzinkungauftreten.
DiePfropfenentzinkungkannbiszumDurchbruchfhrenundwirddeshalb als gefhrlicher bewertet alsdieLagenentzinkung.UnterdemAngriffdesKorrosionsmittelsgehen entsprechend der Modellvorstellung desWiederabscheidungsmechanismus-zunchstKupferundZinkgemeinsaminLsung,woraufdasKupferunmittelbaraufdemWerkstoffwiedermetallischabgeschiedenwird(sog.Zementation).HervorgerufenwirddieEntzinkungdurchMedienmitniedriger Karbonathrte und relativ hohemChloridgehalt[13].Whrenddie einphasigen -Legierungen (Zn < 37 %) erst oberhalb eines Zn-Gehaltesvon15%mitzunehmenderZn-KonzentrationzurEntzinkungneigen,sind(+)-Legierungen in verstrktemMaeanflligfrdieseKorrosionserscheinung.
Bei (+)-Legierungen tritt ein bevorzugterAngriffmitteilweiselokalerAuflsungderZn-reichenunedlen -Phaseauf.EinZusatzvon0,02bis0,15%AsalsInhibitorbeiKnetlegierungenundbiszu0,15%AsbeiGusslegierungenkanndieNeigungder -LegierungzurEntzinkungerheblichvermindern.DurchentsprechendeWrmebehandlungkannder-Phasenanteilgezieltreduziertwerden.DerNachweisderBestndigkeitgegenEntzinkungwirddurchPrfungnachISO6509erbracht.DiezulssigenEntzinkungstiefensindindenentsprechendenProduktnormenfestgelegt.
FernerneigenKupfer-Zink-Legierungenmitber15%Znwennsieunteruerenund/oderinnerenZug-spannungen stehen bei gleich-zeitigerEinwirkunggewisserspezifischerAngriffsmittel(Ammoniak,Amine,Ammoniumsalze,Nitrit,Schwefeloxid)zurSpannungsrisskorrosion[1].Nebendenbevorzugtentstehendeninterkristallinen Rissen wurde auch transkristalline Rissausbreitung festgestellt.DurcheinesachgemeWrmebehandlung(Entspannungs-glhen)lassensichjedochdieinnerenSpannungen ohne wesentliche BeeintrchtigungdermechanischenEigenschaften beseitigen. IstnacheinerKaltumformungeineWrmebehandlungnichtmglich,mssenspannungsrisskorrosionsun-empfindlicheKupferwerkstoffeverwendet werden. Galvanische Schichten verbessern die Bestndigkeit gegenSpannungsrisskorrosion,garantieren aber besonders bei dnnenSchichtenkeinenabsolutenSchutz.DieEmpfindlichkeitgegenSpannungsrisskorrosion wird nach DIN50916-1/2sowienachISO6957berprft.
2.4 Physiologische Eigenschaften
Kupfer-Zink-Legierungen sind nicht gesundheitsschdlich. Ihre Oberflchenwirkenantimikrobiell,und es knnen sich keine Bakterien ansiedeln. Deshalb werden aus hygienischenGrndeninEinrichtungenmitstarkemPublikumsverkehrz.B.inffentlichenGebudenundVerkehrsmittelnTrklinken,Tr-undHaltegriffeausKupfer-Zink-Legierungverwendet.
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3.1 Knetlegierungen
Wie bei anderen Werkstoffen interes-siert insbesondere die Verarbeitbarkeit der Kupfer-Zink-Legierungen. DiefrheVerwendungvonKupfer-Zink-Legierunglsstschonerkennen,dassbeiseinerErschmelzungundForm-gebung keine besonderen Schwierig-keiten auftreten.
DieFormgebungderHalbzeugeerfolgtin der Regel durch das Gieen von VorformatenundanschlieendespanloseUmformungimfestenZustand. Bei Bedarf kann spanab-hebende Bearbeitung folgen.
FralledreiMglichkeitenbringenKupfer-Zink-LegierungengnstigeVoraussetzungenmit(Tabelle 3).
3. Herstellung und Verarbeitung
Kurz-zeichen
Warm-um-formung
Kaltum-formung(weich-geglht)
Spanbar-keit
Verbindungsarbeiten Oberflchenbehandlung
Weich-lten
Hart-lten
Gas-schweien
Licht-bogen-hand-schweien
WIG-schweien
Mig-schweien
Wieder-stands-schweien
Mecha-nisches Polieren
Elektro-chemi-schesPolieren
Galvani-sierbar-keit
Eignung fr Tauchver-zinnung
Kupfer-Zink-Legierungen ohne weitere Legierungselemente
CuZn5 mittel gut schlecht sehr gut sehr gut gut schlecht gut mittel gut sehr gut gut sehr gut sehr gut
CuZn10 mittel gut schlecht sehr gut sehr gut gut schlecht gut mittel gut sehr gut gut sehr gut sehr gut
CuZn15 mittel gut mittel sehr gut sehr gut gut schlecht gut mittel gut sehr gut gut sehr gut sehr gut
CuZn20 mittel gut mittel sehr gut sehr gut gut schlecht gut mittel gut sehr gut gut sehr gut sehr gut
CuZn28 gut sehr gut mittel sehr gut sehr gut gut schlecht gut mittel gut sehr gut gut sehr gut sehr gut
CuZn30 gut sehr gut mittel sehr gut sehr gut gut schlecht gut mittel gut sehr gut gut sehr gut sehr gut
CuZn33 gut sehr gut mittel sehr gut sehr gut gut schlecht gut mittel gut sehr gut gut sehr gut sehr gut
CuZn36 gut sehr gut mittel sehr gut gut gut schlecht mittel mittel gut sehr gut gut sehr gut sehr gut
CuZn37 gut sehr gut mittel sehr gut gut gut schlecht mittel mittel gut sehr gut gut sehr gut sehr gut
CuZn40 sehr gut mittel mittel sehr gut gut gut schlecht mittel mittel gut sehr gut mittel sehr gut sehr gut
Kupfer-Zink-Legierungen mit Blei
CuZn35Pb1 gut gut sehr gut sehr gut mittel schlecht schlecht schlecht schlecht mittel sehr gut schlecht sehr gut sehr gut
CuZn37Pb0,5 gut gut gut sehr gut mittel mittel schlecht mittel mittel mittel sehr gut schlecht sehr gut sehr gut
CuZn36Pb3 gut gut sehr gut sehr gut mittel schlecht schlecht schlecht schlecht mittel sehr gut schlecht sehr gut sehr gut
CuZn38Pb2 sehr gut mittel sehr gut sehr gut mittel schlecht schlecht schlecht schlecht mittel sehr gut schlecht sehr gut sehr gut
CuZn39Pb0,5 sehr gut mittel gut sehr gut mittel mittel schlecht mittel mittel mittel sehr gut schlecht sehr gut sehr gut
CuZn39Pb2 sehr gut schlecht sehr gut sehr gut mittel schlecht schlecht schlecht schlecht mittel sehr gut schlecht sehr gut sehr gut
CuZn39Pb3 sehr gut schlecht sehr gut sehr gut mittel schlecht schlecht schlecht schlecht mittel sehr gut schlecht sehr gut sehr gut
CuZn40Pb2 sehr gut schlecht sehr gut sehr gut mittel schlecht schlecht schlecht schlecht mittel sehr gut schlecht sehr gut sehr gut
CuZn43Pb2 sehr gut schlecht sehr gut sehr gut mittel schlecht schlecht schlecht schlecht mittel sehr gut schlecht sehr gut sehr gut
Kupfer-Zink-Legierungen mit weiteren Legierungselementen
CuZn20Al2As mittel mittel mittel schlecht mittel schlecht schlecht gut mittel mittel sehr gut schlecht sehr gut mittel
CuZn23Al6Mn4Fe3Pb gut schlecht mittel schlecht schlecht schlecht schlecht mittel mittel mittel sehr gut schlecht schlecht sehr gut
CuZn28Sn1As gut mittel mittel sehr gut mittel schlecht schlecht gut mittel gut sehr gut schlecht sehr gut sehr gut
CuZn31Si1 mittel gut mittel mittel mittel mittel schlecht gut mittel gut sehr gut schlecht mittel schlecht
CuZn35Ni3Mn2AlPb gut mittel mittel mittel mittel mittel schlecht gut mittel gut sehr gut schlecht mittel schlecht
CuZn38AlFeNiPbSn gut mittel mittel schlecht mittel schlecht schlecht mittel mittel mittel sehr gut schlecht mittel schlecht
CuZn39Sn1 gut mittel mittel mittel gut mittel schlecht gut mittel gut sehr gut schlecht mittel mittel
CuZn38Mn1Al gut mittel mittel mittel mittel mittel mittel gut mittel mittel sehr gut schlecht mittel schlecht
CuZn39Mn1AlPbSi sehr gut schlecht mittel schlecht mittel schlecht mittel mittel schlecht mittel sehr gut schlecht mittel schlecht
CuZn37Mn3Al2PbSi sehr gut schlecht mittel schlecht mittel schlecht mittel mittel schlecht mittel sehr gut schlecht mittel schlecht
CuZn40Mn2Fe1 gut mittel mittel sehr gut gut mittel mittel mittel schlecht mittel sehr gut schlecht gut mittel
CuZn40Mn1Pb1 gut schlecht gut sehr gut mittel schlecht schlecht schlecht schlecht mittel sehr gut schlecht mittel mittel
CuZn23Al3Co(neu!) sehr gut mittel schlecht mittel gut sehr gut schlecht
In der Tabelle 4alsAuszugderTabelle10derTechnischenSpezifikationDINCEN/TS13388istzuentnehmen,welcheHalbzeugformenalsAusgangs-materialfrGebrauchsgegenstndeausdengenormtenKupfer-Zink-Knet-legierungen hergestellt werden knnen. Kupfer-Zink-Legierungen eignen sich hervorragendfrGieen,UmformenundmechanischesBearbeiten.
Tabelle 3: Hinweise fr die Verarbeitung von Kupfer-Zink Knetlegierungen.
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Informationsdruck i.5 |
Werkstoffbezeichnung
Produktformen und verfgbare Werkstoffe
Walzflacherzeugnisse Rohre Stangen, Profile, Dhte
Schmiede-vormetall
undSchmiede-
stcke
Kurzname Nummer
EN1172
EN165
2
EN165
3
EN165
4
EN1758
EN13
148
EN13
599
EN14
436
EN105
7
EN12
449
EN12
450
EN12
451
EN12
452
EN12
735-
1
EN12
735-
2
EN13
348
EN13
349
EN13
600
EN19
77
EN12
163
EN12
164
EN12
166
EN12
167
EN12
168
EN13
601
EN13
602
EN13
605
EN12
165
EN12
420
EN13
604
Kupfer-Zink Legierungen, ZweistofflegierungenCuZn5 CW500L x x x x xCuZn10 CW501L x x x x x xCuZn15 CW502L x x x x x x xCuZn20 CW503L x x x x x xCuZn28 CW504L xCuZn30 CW505L x x x x x x xCuZn33 CW506L x x x xCuZn36 CW507L x x x x x x x xCuZn37 CW508L x x x x x x x x xCuZn40 CW509L x x x x x xKupfer-Zink-Blei LegierungenCuZn35Pb1 CW600N x x x x xCuZn35Pb2 CW601N x x x x xCuZn36Pb2As CW602N x x x x x xCuZn36Pb3 CW603N x x x x xCuZn37Pb0,5 CW604N x xCuZn37Pb1 CW605N x xCuZn37Pb2 CW606N x x x x xCuZn38Pb1 CW607N x x x xCuZn38Pb2 CW608N x x x x x x x xCuZn38Pb4 CW609N x x x xCuZn39Pb0,5 CW610N x x x x x x xCuZn39Pb1 CW611N x x x x xCuZn39Pb2 CW612N x x x x x x xCuZn39Pb2Sn CW613N x x xCuZn39Pb3 CW614N x x x x x x xCuZn39Pb3Sn CW615N x xCuZn40Pb1Al CW616N x xCuZn40Pb2 CW617N x x x x x x xCuZn40Pb2Al CW618N xCuZn40Pb2Sn CW619N x x xCuZn41Pb1Al CW620N xCuZn42PbAl CW621N xCuZn43Pb1Al CW622N xCuZn43Pb2 CW623N xCuZn43Pb2Al CW624N xKupfer-Zink Legierungen, MehrstofflegierungenCuZn13Al1Ni1Si CW700R xCuZn19Sn CW701R xCuZn20Al2As CW702R x x x x xCuZn23Al3Co CW703R xCuZn23Al6Mn4Fe3Pb CW704R x x xCuZn25Al5Fe2Mn2Pb CW705R x x xCuZn28Sn1As CW706R x xCuZn30As CW707R xCuZn31Si1 CW708R x xCuZn32Pb2AsFeSi CW709R xCuZn35Ni3Mn2AlPb CW710R x x x x xCuZn36Pb2Sn1 CW711R x xCuZn36Sn1Pb CW712R x x x x xCuZn37Mn3Al2PbSi CW713R x x x x x xCuZn37Pb1Si1 CW714R x x x x x xCuZn38AlFeNiPbSn CW715R xCuZn38Mn1Al CW716R x xCuZn386n1As CW717R xCuZn39Mn1AlPbSi CW718R x x x x xCuZn39Sn1 CW719R x x x x xCuZn40Mn1Pb1 CW720R x x x x x xCuZn40Mn1Pb1AlFeSn CW721R x x x x xCuZn40Mn1Pb1FeSn CW722R x x x x xCuZn40Mn2Fe1 CW723R x x x x x
Tabelle 4: Produktformen fr Kupfer-Zink-Knetlegierungen nach DIN CEN/TS 133 88
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3.. Schmelzen
DasSchmelzenderKupfer-Zink-LegierungenwirdvorzugsweiseininduktivbeheiztenNetz-oderMittelfrequenzfendurchgefhrt.Aluminium,Blei,Kupfer,ZinkundZinnwerdenbeimGattierendirekt,Eisen,ManganundSiliziuminFormvon10bis25%igenVorlegierungenzugegeben.InfolgederDesoxidationswirkungdesZinkssinddieGussformatedichtundgasfrei.DieswirktsichaufdieHalbzeugfertigunggnstigaus.ZinkabbrandwirddurchAbdeckenderSchmelzemittrockenerHolzkohleodermiteinemneutralenSchmelzmittelunterbunden.
3.. Gieen
FrHalbzeugewerdenentsprechendeGussrohlingeimStranggussverfahrenhergestellt.DabeiisteinSchwindmavon1,5bis2,3%zubercksichtigen.
3..3 Spanlose Umformung
DieMglichkeitzurspanlosenUmformungvonHalbzeugausKupfer-Zink-LegierungenistfrdenWeiterverarbeiter eine der wichtigsten Eigenschaften (s. Tabelle 3). DiebesteKaltumformbarkeitbesitzenWerkstoffedieetwaderZusammensetzungvonCuZn30entsprechen.JedochbefriedigenauchKupferlegierungenmitniedrigerenundhherenZinkgehaltenimBereich der einphasigen -Legierung diesbezglicheAnsprchederWeiterverarbeitervollauf.ber37%Zn,d.h. bei den ( + )-Legierungen,nimmtdieKaltumformbarkeitaberraschab.Kupfer-Zink-Legierungenmit44%ZinksindbeiRaumtemperaturnursehrschlechtspanlosumformbar.Oberhalb600CjedochistihreUmformbarkeitausgezeichnet(Bild 9).Kupfer-Zink-WerkstoffeimLegierungsbereich des ( + )- und -Phase lassen sich daher besonders gut Warmschmiedenundpressen.
DurchWarmumformungwieStrangpressenoderWarmwalzenerzeugtmanauseinemGussblock
HalbzeuginFormvonStangen,Drhten,Rohren,Blechen,BndernundProfilen(Bilder 0 und ).
Aus Abschnitten stranggepresster StangensowieProfil-oderRohrabschnittenwerdenSchmiede-stckedurchSchmiedenhergestellt(Bild ),inmeistdenWerkstoffallseitigumschlieendenWerkzeugen.EineKaltumformungdesz.B.stranggepresstenundwarmgewalztenVormaterialsfhrtbeimHalbzeugzuverbessertenOberflchengtenunddamitzugenauerenAbmessungenundvorallemzuhherenFestigkeitskennwerten.DurchZiehenundWalzenimkaltenZustandsteigtnmlichdieZugfestigkeitdesMetallsstark an (s. Bild 12).
Bild 19: Bereiche fr Warmumformung, Rekristallisation und Entspannungglhen von Kupfer-Zink-Legierungen (DKI 1824)
Bild 20: Stangen fr Kugelschreiberspitzen gefertigt aus Draht CuZn39Pb3
Bild 21: Bnder aus Kupfer-Zink
Bild 22: Schmiedeteile aus CuZn40Pb2
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Informationsdruck i.5 | 3
JenachUmformungsgradlassensichsoverschiedeneFestigkeitsstufenerreichen.DerWerkstoffzustandwirdwieunter1.4ausgefhrtgemDINEN1173durchdieAngabeFestigkeitswerten,Hrte,etc.gekennzeichnet.EsistnichtjedeHalbzeugabmessunginallenFestigkeitsstufenherstellbar.IndenNormensinddiemglichenFestigkeitsstufenimeinzelnenangegeben.Zubeachtenist,dassdiedurchKaltumformungerzielteFestigkeitbeimWeichglhen,beiderWarmumformungoderbeimSchweien wieder auf niedrigere Werte absinkt.
BeigeringerUmformungweicherBlechezeigensichbisweilensogenannteFlielinien;dieseknnendurchEinsatzvonleichtvorgeformtemMaterialunterdrcktwerden. Kupfer-Zink Mehrstoff-legierungenmitberwiegendem-Gefgelsstsichnurschwerbzw.migwarmumformen.DieKaltform-barkeitistdagegenausgezeichnet(Bild 3).Mehrstofflegierungmit(+)-Gefgemithohem-Anteilistschlechtkalt-,jedochgutwarmformbar.
3..4 Wrmebehandlung
DiedurchKaltumformungerzielteVerfestigungkanndurchWrmebehandlungen(Glhungen)teilweiseoderganzaufgehobenwerden.DieWeichglhtemperaturliegtjenachLegierungszusammen-setzungundKaltverformungzwischen400und600C(s.Bild19).Zwischen300und450CkannaufverschiedeneHrtegradegeglhtwerden.
Bisweilenisteserforderlich,denWerkstoffzurVermeidungvonSpannungsrisskorrosionzuentspannen.DieswirdbeiTemperaturenzwischen250und300Cdurchgefhrt.Bei schnelllaufenden Durchlauffen kommenzumAbbauvonSpannungenauchhhereTemperaturenbei entsprechend verringerten Wrmebehandlungszeiteninfrage.
3..5 Spanabhebende Bearbeitung
Kupfer-Zink-Knetlegierungen werdenhufigspanabhebendbearbeitet[14].InsolchenFllenwirdvorteilhaftdieausgezeichneteSpanbarkeit der bleihaltigen Kupfer-Zink-Legierungen,insbesondereder folgenden (+)-Legierungen,genutzt:CuZn39PbistbeibegrenzterKaltumformbarkeitdurchBiegen,NietensowieBrdelnsehrgutspanbarundfrallespanabhebendenBearbeitungsverfahren geeignet. CuZn39Pb3istambestenspanbarunddieHauptlegierungfrdieBearbeitungaufAutomaten.
Auch CuZn40Pbistbegrenztkaltum-formbarundfrallespanabhebendenBearbeitungsverfahren geeignet. DieMehrstofflegierungCuZn40MnPb isteineAutomatenlegierungmitguterSpanbarkeitundmittlererFestigkeit.
3..6 Verbindungsverfahren
Kupfer-Zink-Legierungen lassen sich hervorragendfgen(s.Tabelle3).
3..6. Schweien
BeimSchmelzschweien von Kupfer-Zink-LegierungenistvorallemdieZinkausdampfungzubeachten.BeiunsachgemerSchweidurchfhrungkanndieAusdampfungwegendesniedrigen Siedepunkts des Zinks (906C)sehrhochsein.SiebehindertdieSichtdesSchweiens,verursachtPorositt und beeintrchtigt die Nahtformung.
ZustzlicheSchwierigkeitenbereitendieKupfer-Zink-LegierungenmitBlei,wenndieBleigehalteber1%liegen.FrsolcheKupfer-Zink-LegierungenistdieSchmelzschweieignungwegenSchrumpfspannungennichtmehrgewhrleistet.DurchgeeigneteWrmefhrungundTechnikenkanndieserEinflussgemindertwerden[15].
ZumSchmelzschweien sind das Gas- und WIG-Schweien gut geeignet. Das MIG-Schweien erfordert denEinsatzzinkfreierSchweizustze.Das Metall-Lichtbogenschweien wird auchmitzinkfreienZustzenalsnurbedingt anwendbar angesehen.
DerZinkausdampfungbegegnenalleSchmelzschweiverfahrendurch Einschrnken des Einbrandes undVermeideneinerberhitzungderSchweischmelze.EswirdmitrelativmilderFlammebzw.weichemLichtbogen geschweit.
BeimGasschweienwirddieZinkausdampfungdurchOxidbildungderSchweischmelzeeingedmmt.
Bild 23: Kaltformbarkeit von CuZn31Si1 (68,01 % Cu, 1,09 % Si, 0,2 % Mn, Rest Zn) durch Walzen (Band von 2 mm Dicke (DKI 1832) [5]
MitderSteigerungderFestigkeitiststetseineAbnahmederweiterenUmformbarkeitverbunden.HatderVerarbeiterdieAbsicht,dasMaterialkaltumzuformen,musserdasHalbzeuginmglichstweichemZustandwhlen,damitdieUmformbarkeitdesWerkstoffsbeiderweiterenVerformungnichtzuschnellerschpft ist.
Kupfer-Zink-Legierungen knnen auf vielerleiWeisekaltumgeformtwerden(Streck-undTiefziehen,Fliepressen,Drcken,Stauchen,Biegen,Brdeln,Falzen,Sicken,Stanzen,Prgen,Nieten,Hmmern,RollenundWalzen).Die in Deutschland gebruchliche LegierungfrKaltumformungsarbeitistCuZn37.WirdzurUmformungzuweiches,grobkrnigesBlechverwendet,kanneineorangehaut-artigeOberflcheentstehen.
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ZudiesemZweckenthaltendieartgleichenSchweizustzeSiliziumund Zinn (Tabelle 5). EswirdmitoxidierenderFlammen-einstellung geschweit (bei Kupfer-Zink-Legierungenbis30%,beiMehrstofflegierungenbis50%Sauerstoffberschuss).ZumGasschweiensindimmergeeigneteFlussmittelanzuwenden.BeialuminiumhaltigemMehrstoff-legierungenisteinSauerstoffber-schusswegenAluminiumoxidbildungnichtzulssig.
Das WIG-VerfahrenliefertmitartgleichenZustzenauchohneabdeckendeOxidhauteherporenarmeNhtealsdasGasschweien.DerEinsatzzinkfreierZustze(z.B.CuSi3Mn1,CuSn6PoderCuAl8nachDINEN14640schrnktdieZinkausdampfungweitereinundverbessertdieFestigkeitseigenschaftender Schweiverbindungen. DieAnwendungvonFlussmittelnbleibtbeimWIG-SchweienaufbesondereFllebeschrnkt,z.B.denSchutzderNahtwurzelseitebeieinseitigemDurchschweien.
AluminiumhaltigeMehrstofflegierungen(z.B.CuZn20Al2As)werdenvorzugsweisemithochfrequenzberlagertemWechselstromohneFlussmittelundCuAl8alsZusatzwerkstoffWIG-geschweit[15].BeimAufbringendererstenSchweilageauszinkfreiemZusatzwerden tiefere Einbrnde in den GrundwerkstoffambestenmitHilfe
derSchweilttechnikvermieden.DabeiwirddieSchweischmelzemitdemLichtbogensovorwrtsgetrieben,dassdiedirekteBerhrungdesLichtbogensmitdemausdampfgefhrdetenUntergrundauf den Anfang des Aufbaus der Schweischmelzebeschrnktbleibt.Das MIG-SchweienerfordertzinkfreieZustzez.B.CuSn6PoderCuAl8nachDINEN14640.GeschweitwirdambestenmitrelativdnnenDrahtelektroden,weilsichdamitdasVerhltnisdesEinbrandeszurAbschmelzleistungzugunstenderAbschmelzleistungverschiebt.
FrdasMIG-SchweienhatdieobenbeschriebeneSchweilttechnikbeimAufbringen der ersten Schweilage erhhteBedeutung.FlussmittelkommenbeimMIG-SchweienvonKupfer-Zink-Legierungen nur selten zurAnwendung.Von den Strahlschweiverfahren eignet sich das Laserstrahlschweien frKupfer-Zink-Legierungen,wennmitSchutzgasvorrichtungenwieeinemCrossjetdieFokusieroptikvordemausdampfendenZinkgeschtztwird.GuteErgebnisseliegenmitAnwendungenvonFestkrperlasern(Nd:YAG-Laser,Faserlaser)undDiodenlasern vor.
Das Elektronenstrahlschweien kann nuranAtmosphre(NV-EBW=NonVacuumElectronBeamWelding)beieinemkurzenArbeitsabstandbismax.25mmerfolgen,wobeieinindieStrahldseintegrierterCrossjetdiesevordenZinkausdampfungenschtzt.
DasebenfallsneueSchmelzschwei-verfahrenUnterpulverschweienistfrKupfer-Zink-Legierungennichtgeeignet. Von den Widerstands-SchweiverfahrensinddasStumpf-,Punkt-undNahtschweiensowiedasImpuls-undHochfrequenzschweiengutdurchfhrbar.DasgleichegiltfrdasSpreng-,Reib-undDiffusionsschweien.FrgeringereWanddickenfindenauch das Ultraschall- und das KaltfliepressschweienAnwendung.
3..6. Lten
ZumWeichlten von Kupfer-Zink-LegierungenwerdenantimonarmeBlei-Zinn- und Zinn-Blei-Weichlote mitmax.etwa0,5%Sbeingesetzt.ZuhoheAntimongehalteimWeichlotfhrenzuLtbrchigkeit.WeichgeltetwirdmitFlussmittelndesTyps3.1.1und3.1.2nachDINEN29454Teil1.
In der Elektrotechnik und Elektronik werdendnneDrhteundLtfahnenaus Messing vielfach weichgeltet. HierfrkommendieWeichloteS-Pb50Sn50undS-Sn60Pn40unterVerwendungvonFlussmittelnderTypen1.1.2,1.1.1und1.1.3nachDINEN29454Teil1bevorzugtzumEinsatz.ImKraftfahrzeugbau sind zumWeichltenvonKhlernaus Kupfer-Zink-Legierung in wassergekhltenKraftfahrzeugenbiszuBetriebstemperaturenvon150CdiezinnarmenWeichloteS-Pb92Sn8bisS-Pb78Sn20Sb2nachDINEN29453geeignet.FrhhereBetriebstemperaturensinddieWeichlote S-Sn95Sb5 oder S-Sn96Ag4 nachDINEN29453mitFlussmitteln3.1.1nachDINEN29454Teil1erforderlich.
ImLebensmittelbereichwerdenanstellevonblei-,antimon-undcadmiumhaltigenWeichlotendieSonderweichlote S-Sn96Ag4 oder S-Sn97Cu3nachDINEN29453mitFlussmittel3.1.1nachEN29454Teil1verwendet.ZumHartlten sind Kupfer-Zink-LotenachDINEN1044nurbei kupferreichen Legierungen bedingt anwendbar[16].BesondersgeeignetsindniedrigschmelzendeSilberhartlotemitSilbergehaltenzwischenetwa
Schweizusatz Schweiverfahren
Kurzzeichen Nummer Gas WIG MIG
Zinkhaltig
CuZn40SnSi Cu6810 empfohlen geeignet nicht geeignet
CuZn40SnSiMn Cu4701 empfohlen geeignet nicht geeignet
Zinkfrei
CuSn1 Cu1898 geeignet empfohlen empfohlen
CuSi3Mn1 Cu6560 nicht geeignet empfohlen empfohlen
CuSn6P Cu5180 geeignet empfohlen empfohlen
CuA18 Cu6100 nicht geeignet empfohlen empfohlen
Tabelle 5: Schweizustze nach DIN EN 14640
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Informationsdruck i.5 | 5
20%und40%Ag(z.B.AG301nachDINEN1044)unterVerwendungvonFlussmitteldesTypsFH10nachDINEN1045.AuchbeimEinsatzphosphorhaltiger Silberhartlote wirdFlussmitteldesTypsFH10bentigt,weildiese Lote auf Kupfer-Zink-Legierungen nichtmehrselbstflieendsind.Kupfer-Zink-LegierungenmitBlei lassensichmitniedrigflieendenHartlotenaufAg-Cu-Zn-bzw.Ag-Cd-Cu-Zn-BasisundFlussmitteldesTypsFH10hartlten.DurchBleigehalteber3%wirddieHartlteignungetwas beeintrchtigt.
ZumHartltenvonaluminiumhaltigen MehrstofflegierungensindallerdingsSonderflussmittelvomTypFL10erforderlich. Bei Korrosions-beanspruchung werden Silberhartlote mithherenSilbergehalteneingesetzt.
So wird bei Meerwasserbeanspruchung vonCuZn20Al2AsdasSilberhartlotAG304nachDINEN1044empfohlen[17].AuchdasSilberhartlotAG103istgutgeeignet. ImLebensmittelbereichtretenandieStellevoncadmiumhaltigenHartlotenzinnhaltigeSilberhartlote,z.B.AG106oderAG104nachDINEN1044mitFlussmittelndesTypsFH10nachDINEN1045.
3..6.3 Kleben
FrdasKlebenvonKupfer-Zink-Legierungen steht je nach Anwendungsfall eine Reihe von KlebstoffenzurVerfgung.So knnen Kupfer-Zink-Legierungen nichtnuruntereinander,sondernauchmitanderenMetallenodernichtmetallischenWerkstoffenverbunden werden. Die Richtlinien DIN53281,VDI/VDE2251,Blatt5,VDI3821,VDI2229sowiederInformationsdruckKlebenvonKupferundKupferlegierungen[18]enthaltenhierzuweiterfhrendeAngaben.WegenihrergutenEignungzumVerkleben knnen Kupfer-Zink- SchichtenauchalsHaftvermittlerfrGummi-Metall-Schwingelemente,frStahldrhteinderReifenindustrieundfrkupferkaschierteLeiterplattenverwendetwerden[19].
3..6.4 Mechanische Verbindungen
Das NietenisteinzuverlssigesmechanischesVerbindungsverfahren.NieteausKupfer-Zink-LegierungenmeistausCuZn37werdenin der Regel kalt geschlagen (Hammernietung)odergequetscht(Quetsch- oder Pressnietung). Bei Gefahr von Spannungsrisskorrosion solltenalsNietwerkstoffeKupfer-Zink-Legierungenmitwenigerals20%Znoder spannungsrisskorrosions-unempfindlicheKupferwerkstoffeverwendet werden.Das Schrauben wird bei wieder ls-barenVerbindungenangewendet[20].InDINEN28839sindmitCU2undCU3zweiCuZn-Schraubenwerkstoffegenormt,dieCuZn37bzw.CuZn39Pb3nachDINCEN/TS13388entsprechen.AuchCuZn36undCuZn40Pb2werdenalsSchraubenwerkstoffeeingesetzt.Bei Bedarf knnen Bleche und Bnder aus Kupfer-Zink-Legierungen auch durchanderemechanischeVerfahren,z.B.durchFalzen oder Verlappen,verbunden werden.
3..7 Oberflchenbehandlung
FertigteileausKupfer-Zink-Legierungen werden wegen ihrer ansprechenden Eigenfarbe oft nur nochmechanisch,chemischoderelektrochemischbehandelt.FastalleKupfer-Zink-Werkstoffsortenlassensichgutmechanischpolieren sowiechemischundelektrochemischglnzen (Tabelle 3).
DiemitzunehmendemZinkgehaltverbundene Legierungsverfestigung hatvorallemeineausgezeichnetemechanischePolierfhigkeitzurFolge.Bei/-Legierungenkanngegebenenfalls die -Phase das Polierbildbeeinflussen.Gereinigt und entfettet wird in organischenLsemitteln(Vorreinigen),in alkalischen und sauren Reinigern. MitHilfeelektrochemischerVerfahrenund durch Anwenden von Ultraschall wird der Reinigungsvorgang intensiviert und beschleunigt.GebeiztwirdinSalz-oderSchwefelsurelsung,gebranntundglanzgebranntinLsungen
auf Salpetersurebasis. Diese und weitere Verfahren bietet der Markt auchinFormvonFertiglsungenundKonzentratensowiealsSalzean.DienatrlicheEigenfarbevonKupfer-Zink-Werkstoffen bleibt langeZeiterhalten,wenndieOberflchefarbloslackiert ist. WhrendfrInnenanwendungen(ingeschlossenenRumen)farbloseZaponlackeausreichendenSchutzgewhren,wendetmanfrauen(derAtmosphreausgesetzteOberflchen)hochwertigeLackeaufKunstharzbasis(z.B.Acryl-,Polyester-,Epoxid-undPolyurethanlacke) an.
EingefrbteLackefhrenzubesonderenOberflcheneffekten.Siewerdenz.B.zumAbtnenvonOberflcheninRichtungBronze-undGoldfarben aufgebracht. Insbesondere das Kunsthandwerk bedient sich gernderOberflchenveredlungdurchchemisches Frben oder Emaillieren. ChemischeundelektrochemischeFrbeverfahrenbieteneinevielseitigePalettevonGrn-,Braun-,Grau-undSchwarztnungen[21].Kupfer-Zink-Legierungenmitmax.10%Zinkistemaillierbar.
Bevorzugtetzqualitt,z.B.frZifferbltter,istCuZn36.berzge aus anderen Metallen undzahlreichenLegierungen,diedekorative und funktionelle Aufgaben bernehmensollen,werdenaufKupfer-Zink-Oberflchenstromlos(Ni)galvanisch abgeschieden. DasstromloseVerfahrengewinntbeimVernickelnanBedeutung.BeisachgemerVorbehandlung[22]ist einphasige -bzw.-Kupfer-Zink-Legierung einwandfrei galvanisierbar. DiesmussimBereichum37%Zinkbercksichtigtwerden,dennjenachWrmebehandlungkanndortheterogenesGefgevorliegen.
Zur Vorbehandlung darf bleihaltige Kupfer-Zink-Legierung nicht in Schwefelsuregebeiztwerden,denndas dabei entstehende Bleisulfat kann zuBlschenbildungodersogarzumAbbltternderberzgefhren.HieristmitverdnnterSalpetersureoderbessermit1020%igerFluoroborsurezubeizen.
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6 | Deutsches Kupferinstitut
Bild 24: Kokillengussteile aus Kupfer-Zink-Legierung (links CuZn37Al1-C-GM, rechts CuZn38Al-C-GM)
FluoroborsuretztallerdingsdieOberflcheschwachan,sodassmglicherweisemechanischnachpoliertwerdenmuss.Schwieriger ist oft die Vorbehandlung vonCuZn20Al2As,CuZn28Sn1Asusw.,zumGalvanisieren,dienachdemBeizenzustzlichgebrstetwerdenmssen.BeiderVorbehandlungmussumeinerGefhrdungdurchEntzinkungoderSpannungsrisskorrosionzubegegnenbeibestimmtenLegierungen(z.B.CuZn39Pb3)aufdieGefahrdesberbeizensgeachtetwerden.
Zinnberzge dienen der Verbesserung der Lteignung oder werden aufgetragen,wennOberflchenmitNahrungs-undGenussmittelninBerhrungkommen.NebenreinenZinnberzgenwerdenauchberzgeausZinn-Kupfer-undZinn-Nickel-Legierungeneingesetzt.
Nickel und ChromsindfrKupfer-Zink-Werkstoffen die wichtigsten berzugsmetalle.Armaturen,undSanitrzubehrausKupfer-Zink-Legierungenwerdenhartverchromt.Edelmetalle und Edelmetall-Legierungenwerdenberwiegendgalvanisch aufgetragen.
Siedienendazu,gezieltfunktionelleAufgabenzubernehmenoderdie
Korrosionsbestndigkeitzuverbessern.InderSchmuck-undUhrenindustriekommenberzgeausSilber,GoldundPlatinmetallenzurAnwendung.
BauteileausplatiniertemKupfer-Zink-Werkstoffwerdeninderchemischenund verfahrenstechnischen Industrie eingesetzt.
3.2 Gusslegierungen
DiefrheVerwendungvonKupfer-Zink-Legierungen lsst schonerkennen,dassbeiseinerErschmelzungundFormgebungkeinebesonderen Schwierigkeiten auftreten.
DieFormgebungderGusserzeugnisseerfolgtinderRegeldurchFormgieenundbeiBedarfmitzustzlicherspanabhebenden Bearbeitung. InDINEN1982sindKupfer-Zink-Gusswerkstoffe sowie deren Erzeugnisartfestgelegt.Tabelle 6 gibteinenberblickberdieVerarbeitungseigenschaften der Kupfer-Zink-Gusslegierungen.
3.. Schmelzen
DasSchmelzenderKupfer-Zink-LegierungenerfolgtmitBrennstoffoderelektrisch-widerstandsbeheiztenfen.InduktivbeheizteNetz-oder
Tabelle 6: Hinweise fr die Verarbeitung von Kupfer-Zink Gusslegierungen
Kurzzeichen Gie-barkeitSpan-barkeit
Verbindungsarbeiten Oberflchenbehandlung
Lten Schweien Polieren
Galva-nisier-barkeit
Eignung fr
Tauchver-zinnungWeich Hart Gas
Licht-bogen-hand
WIG MIG Wider-standMecha-nische
Elektro-chemische
CuZn15As-C sehr gut mittel gut gut gut mittel gut schlecht gut sehr gut gut sehr gut sehr gut
CuZn33Pb2-C sehr gut sehr gut gut mittel schlecht schlecht schlecht schlecht gut sehr gut gut sehr gut sehr gut
CuZn39Pb1Al-C sehr gut sehr gut gut mittel schlecht schlecht schlecht schlecht gut sehr gut gut sehr gut sehr gut
CuZn38Al-C gut mittel schlecht schlecht schlecht schlecht gut mittel mittel sehr gut gut mittel schlecht
CuZn37Al1-C gut mittel schlecht schlecht mittel schlecht gut mittel mittel sehr gut schlecht mittel schlecht
CuZn35Mn2Al1Fe1-C gut mittel schlecht schlecht mittel schlecht mittel mittel mittel sehr gut schlecht mittel schlecht
CuZn34Mn3Al2Fe1-C gut mittel schlecht schlecht schlecht schlecht mittel mittel mittel sehr gut schlecht mittel schlecht
CuZn25Al5Mn4Fe3-C gut gut schlecht schlecht schlecht mittel schlecht mittel sehr gut schlecht mittel mittel schlecht
CuZn16Si4-C sehr gut mittel schlecht schlecht gut schlecht gut mittel mittel sehr gut mittel mittel schlecht
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Informationsdruck i.5 | 7
Mittelfrequenzfensindebenfallsgeeignet.Aluminium,Blei,Kupfer,ZinkundZinnwerdenbeimGattierendirekt,Eisen,ManganundSiliziuminFormvon10bis25%-igenVorlegierungenzugegeben.
InfolgederDesoxidationswirkungdesZinks ist eine Entgasungsbehandlung nicht erforderlich. Zinkabbrand wird durch Abdecken derSchmelzeunterbunden.
3.. Gieen
DasFormgieenvonKupfer-Zink-Legierungen kann nach allen bekanntenFormgieverfahrenwieSandguss,Kokillenguss(Bild 4),Druckguss,Strangguss,SchleudergussundFormmaskengussdurchgefhrtwerden.DashoheSchwindmaderKupfer-Zink-Legierungen ist kons-truktivinsbesonderebeimFormenbauzubercksichtigen[13].ZurHerstellungqualitativhochwertigerGussteileisteswichtig,dassdieErstarrunggelenkterfolgt und Schwindungsbehinderungen durchdiestarreFormaufeinMinimumreduziertwerden.AuchVerbundguss(z.B.miteingelegtenStahlteilen)lsstsich leicht herstellen.
3..3 Wrmebehandlung
GussstckewerdeninderRegelnurspannungsfreigeglht.DieGlhtemperaturbetrgtca.350CmiteinerZeitvonca.2Stunden.
SonstigeWrmehandlungenknnenanalogderWrmehandlungbeimHalbzeug(3.1.4)erfolgen.
3..4 Spanabhebende Bearbeitung
Von den Gusswerkstoffen lassen sichdiebleihaltigenLegierungenambestenmechanischbearbeiten[14].
3..5 Verbindungsverfahren
3..5. Schweien
Die Kupfer-Zink-Gusslegierungen werdenbeimSchmelzschweienwiedie entsprechenden Knet-legierungen behandelt.
Allerdings sind Kupfer-Zink-Gusslegierungen,insbesonderesolchemithhererFestigkeit,wrmeschock-undspannungsrissempfindlich.
EinVorwrmenistnichtnurmitRcksichtaufdieZinkausdampfungsondernauchzurVerminderungdesWrmeschocksundderSchrumpf-spannungenzuempfehlen.
3..5. Lten
Kupfer-Zink-Gusslegierungen verhalten sich lttechnisch weitgehend wie die entsprechenden Knetlegierungen.
3..5.3 Kleben
Kupfer-Zink-Gusslegierungen verhalten sich klebtechnisch weitgehend wie die entsprechenden Knetlegierungen.
3..5.4 Mechanische Verbindungen
Kupfer-Zink-Gusslegierungen verhalten sichbeidermechanischenVerbindungweitgehend wie die entsprechenden Knetlegierungen.
3..6 Oberflchenbehandlung
DieOberflchenbehandlungvonKupfer-Zink-Gusslegierungen erfolgt weitgehend wie bei den entsprechenden Knetlegierungen.
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8 | Deutsches Kupferinstitut
Kameraverschlsse,Manometerrohre,Musikinstrumente,nautischeundoptischeInstrumente,Waagschalen,Gerteabdeckungen,Schilder,Schlagzeuge,Tachometer,ZahnrderfrUhren,Mess-undZhlwerkesowieZifferbltter Eingang gefunden.Unentbehrlich sind Kupfer-Zink-LegierungenimBauwesenfrArmaturenallerArt,Beleuchtungs-krper,Fassadenprofileund-verkleidungen,Zierbleche,Fensterbeschlge,-gitterundgriffe,Firmenschilder,FittingsfrdieWasser-undHeizungsinstallation(Bild 9 und 30),Fubodenleisten,HandlufefrGelnder,Trbeschlgeund griffe.
Bild 29: Wasserventil aus CuZn40Pb2, Schmiedeteile
Bild 30: Heizungsregler aus CuZn40Pb2,Schmiedeteile
Bild 26: Kolbenaugenbuchsen gefertigt aus Rohren, CuZn31Si1
Bild 28: PC-Stecker: Gehuse gefertigt aus Band CuZn37 verzinnt, Stifte gefertigtaus Draht, CuZn38Pb2
Die Ausklapptabelle gibt einen ber-blickberdieVerwendungderge-normtenKupfer-Zink-Knetlegierungenaufgrund ihrer typischen Eigenschaften.ImMaschinen-,Apparate-,Kraft-werks- und Fahrzeugbau (Bild 5)
findenKupfer-Zink-LegierungenVerwendungfrLager(Bild 6) undLagergehuse,Schaltgabeln,Synchronringe,Ventile,Drahtgewebe,Rohre,Turbinen,SchaufelnundSchaufelrder,lbehlter,l-undSchmierstoffleitungen,RippenrohrefrWrmebertragung,KondensatorrohreundKondensatorbden,alsTeilevonWrmeaustauschern,Autokhlerusw.
Die Elektrotechnik verwendet Anschlussklemmen,ArmaturenfrFreileitungen,Federn,Gehuseteile,Glhlampenfassungen(Bild 7),Installationsmaterial,Kontaktteileundfedern,Sicherungsfedern,Ltsen,
Schalterteile,Steckverbindungen(Bild 8) usw. aus Kupfer-Zink-Legierungen. In der Feinmechanik,imGerte-undimInstrumentenbau haben Kupfer-Zink-Legierungen frArmaturen,Brillenfassungen,chirurgischeInstrumente,Steuer-undRegelgerte,Faltenblge,Schlauchrohre,Feldstechergehuse,Harmonikabeschlge,Uhrengehuse,
Bild 25: Teile fr den Maschinenbau aus Kupfer-Zink Mehrstofflegierungen durch Schmieden und Zerspanen hergestellt
Bild 27: Lampensockel gefertigt aus Band CuZn37, vernickelt
4. Anwendung
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Informationsdruck i.5 | 9
Der Schiffbau bentigt Kupfer-Zink-LegierungenfrBeschlge,Bootsngel,Flansche,GussteileallerArt,Kompassarmaturen,RohrefrMeerwasserleitungen,meerwasserbestndigeKondensatorrohreundplatten,Meerwasserverdampfer,Schiffspropeller,Schiffskhler,Stopfbuchsen,Pumpen,Pumpenteileu.a.
Diedekorativsehrwirksamen,goldgetnten Kupfer-Zink-Legierungen imBereichvon5bis20%habeneinvielseitiges Anwendungsgebiet in der Schmuckwarenindustrie gefunden (Doubl-undModeschmuck).
Kupfer-Zink-Legierungen begegnen unsimtglichenLebenalsHaushalts-,Schmuck- und Bedarfsartikel wieAschenbecher,Blumentpfe,Etuis,Gongs,KannenundandereTafelgerte,kunstgewerblicheGegenstnde,Lampen,Samoware,Schreibtischgarnituren,Teeglashalter,Wandteller und Zigarettenetuis. Auch Abzeichen,Armbnder,Anstecknadeln,Christbaumschmuck,Feuerzeuge,Glocken,Kugelschreiberminen,Lippenstifthlsen,Reiverschlsseusw.werden aus Kupfer-Zink-Legierungen hergestellt.
AlsWerkstofffrMnzen sind Kupfer-Zink-Legierungen in vielen Lndern in Gebrauch.
CuZn-LotewerdenzumHartltenvonKupfer und Kupferlegierungen sowie vonanderenmetallischenWerkstoffen,z.B.GusseisenundStahl(Stahlmbel,Automobilfertigungund-reparaturenusw.)sowiefrNickelundNickellegierungenverwendet.
Kupfer-Zink-PulverwirdzuFormteilengesintertundzurHerstellungvongesintertenFilternfrGaseundFlssigkeiteneingesetzt.
Kupfer-Zink-Legierungen dienen auch als berzug auf Eisen und Nichteisenmetallen.SiewerdengalvanischodernachdemMetallspritzverfahrenaufgebrachtoderauchmittelsPlattierverfahrenaufgewalzt.
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0 | Deutsches Kupferinstitut
Literatur
[1] Kupfer-Zink-Legierungen (MessingundSondermessing).
FachbuchDeutschesKupferinstitut,Berlin1966
[2] A.Dick:GlasersAnnalenfrGewerbeundBauwesen14(1984),S.179;20(1990),S.245
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[6] DIN50930[7] Kupferwerkstoffeinder
Trinkwasseranwendung - den Anforderungen an die Zukunft angepasst(Informationsdrucks196).DeutschesKupferinstitut,Dsseldorf2006
[8] Kupfer-Nickel-Zinklegierungen(Neusilber)(Informationsdrucki014).DeutschesKupferinstitut,Berlin
[9] MetalsHandbook.AmericanSocietyforMetals,Ohio1960
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VDI-Verlag,Dsseldorf1960[11] H.Vosskhler:DasZeitstand-
verhalten des gekneteten Messings.Metall11(1957),S.381-383. Das Zeitstandverhalten dergeknetetenSondermessinge.Metall11(1957),S.944-945
[12] K.Drefahl,M.Kleinau, W.Steinkamp:Zeitstand-
eigenschaftenundBemessungs-kennwerte von Kupfer und KupferlegierungenfrdenApparatebau.Metall36(1982),
S.504-517[13] K.-H.Tastmann:Korrosion, Wiley-VCHVerlag,2001[14] Richtwertefrdiespanende
Bearbeitung von Kupfer und Kupferlegierungen. (Informationsdrucki018).DeutschesKupferinstitut,
Berlin
[15] SchweienvonKupferundKupferlegierungen.Fachbuch.DeutschesKupferinstitut,Berlin1978
[16] W.Mahler,K.F.Zimmermann:HartltenvonKupferundseinenLegierungen,DeutscherVerlagfrSchweitechnik,Dsseldorf1966
[17] NormenstelleMarine VG 81245 T 3 (9.1978) SchweizusatzwerkstoffeundHartlotefrdieMarine
[18] KlebenvonKupferundKupferlegierungen. (Informationsdrucki007).DeutschesKupferinstitut,Berlin
[19] Ch.J.Raub:DieZukunftdergalvanischen Metallabscheidung. Galvanotechnik70(1979),S.295
[20] SchraubenundMutternausKupfer-Zink-Legierungen. Informationsdruck.DeutschesKupferinstitut,Berlin
[21] ChemischeFrbungenvonKupfer und Kupferlegierungen. Fachbuch.DeutschesKupferinstitut,Berlin1974
[22] H.Benninghoff:Mechanische,chemischeundelektrolytischeOberflchenvorbehandlungvonKupfer und Kupferlegierungen. FinishDigest(1974)H.10
Weitere Literatur
K. Dies: Kupfer und Kupferlegierungen in der Technik. Springer-Verlag,Berlin1965
H.Dietrich:EigenschaftendernichtmagnetisierbarenNE-MetalleundihremetallkundlicheDeutung.Metall20(1966),
S. 957-974 Guss aus Kupfer und
Kupferlegierungen Technische Richtlinien.GDM,VDGundDKI,Dsseldorf1997
Lten von Kupfer und Kupferlegierungen. (Informationsdrucki003),DeutschesKupferinstitut,Berlin
Turner,M.E.D.(1966):Turnerdiagramm,zitiertin
DIN50930,Teil5. Proc.Soc.WaterTreatment andExamination14,1-87...
Normen*)
Grundnormen
DINCEN/TS13388 Kupfer und Kupferlegierungen - bersichtberZusammensetzungen
und ProdukteDINEN1173 Kupfer und Kupferlegierungen Zustandsbezeichnungen
DINEN1412 Kupfer und Kupferlegierungen
Europisches Werkstoffnummernsystem
DINEN1655 Kupfer und Kupferlegierungen Konformittserklrungen
DINEN12861 Kupfer und Kupferlegierungen -
Schrotte
Gussstcke
DINEN1982 Kupfer und Kupferlegierungen BlockmetalleundGussstcke
DINEN1981 Kupfer und Kupferlegierungen
VorlegierungenDINISO4382-1 Gleitlager; Kupferlegierungen; Kupfer-GusslegierungenfrMassivund Verbundlager
DINISO4383 Gleitlager; Metallische VerbundwerkstoffefrdnnwandigeGleitlager
Halbzeug
Bleche, Bnder, etc.DINEN1652 Kupfer und Kupferlegierungen Platten,Bleche,Bnder,StreifenundRondenzurallgemeinenVerwendung
DINEN1654 Kupfer und Kupferlegierungen - BnderfrFederundSteckverbinder
RohreDINEN12449 Kupfer und Kupferlegierungen NahtloseRundrohrezurallgemeinenVerwendung
5. Literatur / Normen
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Informationsdruck i.5 |
Stangen, Profil, DrhteDINEN12163 Kupfer und Kupferlegierungen StangenzurallgemeinenVerwendung
DINEN12164 Kupfer und Kupferlegierungen StangenfrdiespanendeBearbeitung
DINEN12166 Kupfer und Kupferlegierungen DrhtezurallgemeinenVerwendungDINEN12167 Kupfer und Kupferlegierungen ProfileundRechteckstangenzurallgemeinenVerwendung
DINEN12168 Kupfer- und Kupferlegierungen -HohlstangenfrdiespanendeBearbeitung
SchmiedeteileDINEN12165 Kupfer und Kupferlegierungen -VormaterialfrSchmiedestckeDINEN12420 Kupfer und Kupferlegierungen -Schmiedestcke
Allgemeintoleranzen
DIN1687-1 GussrohteileausSchwermetall- legierungen Sandguss Allgemeintoleranzen,Bearbeitungszugaben;
NichtfrNeukonstruktionenDIN1687-3 GussrohteileausSchwermetall-legierungen;Kokillenguss,Allgemeintoleranzen,Bearbeitungszugaben
DIN1687-4 GussrohteileausSchwermetall-legierungen;Druckguss,Allgemeintoleranzen,Bearbeitungszugaben
Verbindungsverfahren
DINEN29453 Weichlote;ChemischeZusammensetzungundLieferformen
DIN1707-100 Weichlote;ChemischeZusammensetzungundLieferformen
DINEN29454-1 FlussmittelzumWeichlten,
Einteilung und Anforderungen; Teil1:Einteilung,Kennzeichnung und VerpackungDINEN1044 Hartlten;LtzustzeDINEN1045 HartltenFlussmittelzumHartlten
Einteilung und technische Lieferbedingungen
DINEN923 Klebstoffe Benennungen und Definitionen
DINEN53281-1 PrfungvonMetallklebstoffenundMetallklebungen;Proben,Klebflchenvorbehandlung
DINEN53281-2 PrfungvonMetallklebstoffenundMetallklebungen;Proben,Herstellung
DINEN53281-3 PrfungvonMetallklebstoffenundMetallklebungen;Proben,Kenndatendes Klebvorgangs
DIN13347 Kupfer und Kupferlegierungen -StangenundDrhtefrSchwei-zusatzwerkstoffeundFugenlote
DINEN14640 Schweizustze-Massivdrhteund-stbezumSchmelzschweienvonKupfer und Kupferlegierungen - Einteilung
DINEN28839 Mechanische Eigenschaften von Verbindungselementen;SchraubenundMutterausNichteisenmetallen
VDI 2229 Metallkleben;HinweisefrKonstruktionundFertigung
VDI/VDE2251 Feinwerkelemente;Verbindungen;
bersicht
Weitere Normen
DIN51215 Wickelversuch an DrhtenVDI 2229 MetallklebenVDI/VDE2251 Feinwerkelemente;VerbindungenVDI 3821 KunststoffklebenDIN50131 PrfungmetallischerWerkstoffe;Schwindmabestimmung
VDG P 378 Gieen von Probestben aus Kupfer-GusslegierungenfrdenZugversuch(Sandguss und Kokillenguss)
*)DieseListeerhebtkeinenAnspruchaufVollstndigkeit.GltigsindjeweilsdieneuestenAusgabenderNormen.
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Dach und WandVerhaltenvonKupferoberflchenanderAtmosphre;Bestell-Nr.s.131Dachdeckung und AuenwandbekleidungmitKupfer;Bestell-Nr.i.30AusschreibungsunterlagenfrKlempnerarbeitenanDachundFassadeBlau-Lila-FrbungenanKupferbauteilen
SanitrinstallationKupferinRegenwassernutzungs-anlagen;Bestell-Nr.s.174Metallene Werkstoffe in der Trinkwasser-Installation; Bestell-Nr.i.156Die fachgerechte Kupferrohrinstallation;Bestell-Nr.i.158
WerkstoffeSchwermetall-Schleuder-undStrangguss - technische und wirtschaftliche Mglichkeiten;Bestell-Nr.s.165Zeitstandeigenschaften und Bemessungskennwertevon Kupfer und KupferlegierungenfrdenApparatebau;Bestell-Nr.s.178ErgnzendeZeitstandversucheanden beiden Apparatewerkstoffen SF-CuundCuZn20AI2;Bestell-Nr.s.191EinsatzCuNi10Fe1MnplattierterBlechefrSchiffs-undBootskrperUseofCopper-NickelCladdingonShipandBoatHulls;Bestell-Nr.s.201Kupfer-Nickel-BekleidungfrOffshore-PlattformenCopper-NickelCladdingforOffshoreStructures;Bestell-Nr.s.202
WerkstoffefrSeewasser-RohrleitungssystemeMaterials for Seawater Pipeline Systems;Bestell-Nr.s.203Kupfer-Zink-Legierungen (MessingundSondermessing)Bestell-Nr.i.5Kupfer-Aluminium-LegierungenBestell-Nr.i.6NiedriglegierteKupferwerkstoffeBestell-Nr.i.8Kupfer-Nickel-Zink-Legierungen(Neusilber)Bestell-Nr.i.13Kupfer-Nickel-LegierungenBestell-Nr.i.14Kupfer-Zinn-Knetlegierungen (Zinnbronzen)Bestell-Nr.i.15Rohre aus Kupfer-Zink-LegierungenBestell-Nr.i.21Bnder,Bleche,StreifenausKupfer-Zink-LegierungenBestell-Nr.i.22Kupfer-Zinn- und Kupfer-Zinn-Zink-Gusslegierungen(Zinnbronzen)Bestell-Nr.i.25Kupfer Das rote MetallKupfer - Werkstoff der MenschheitMessingEinmodernerWerkstoffmitlangerTraditionVonMessingprofitierenDrehteileimKostenvergleichMessingjaEntzinkungmussnichtsein!BronzeunverzichtbarerWerkstoffder Moderne
VerarbeitungKonstruktive Gestaltung von Formgussstckenaus Kupferwerkstoffen; Bestell-Nr.s.133Kupfer-Zink-LegierungenfrdieHerstellungvonGesenkschmiedestcken;Bestell-Nr.s.194Kleben von Kupfer und Kupferlegierungen;Bestell-Nr.i.7Trennen und Verbinden von Kupfer und Kupferlegierungen; Bestell-Nr.i.16RichtwertefrdiespanendeBearbeitung vonKupfer und Kupferlegierungen;Bestell-Nr.i.18
ElektrotechnikOptimaleAuswahlundBetriebsweisevonVorschaltgertenfrLeuchtstofflampen;Bestell-Nr.s.180Brandsichere Kabel und Leitungen;Bestell-Nr.s.181Verteiltransformatoren;Bestell-Nr.s.182EnergiesparenmitSpartransformatoren;Bestell-Nr.s.183WechselwirkungenvonBlindstrom-KompensationsanlagenmitOberschwingungen;Bestell-Nr.s.185SparenmitdemSparmotor;Bestell-Nr.s.192Bedarfsgerechte Auswahl von Kleintransformatoren;Bestell-Nr.s.193Kupferwerkstoffe in der Elektrotechnik und Elektronik; Bestell-Nr.i.10Kupfer in der Elektrotechnik Kabel und LeitungenKupfer spart Energie
6. Verlagsprogramm
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Informationsdruck i.5 | 3
Umwelt / GesundheitVersickerung von Dachablaufwasser;Bestell-Nr.s.195KupferinkommunalenAbwssernundKlrschlmmen;Bestell-Nr.s.197SachbilanzeinerkobilanzderKupfererzeugungund-verarbeitung;Bestell-Nr.s.198SachbilanzzurKupfererzeugungunterBercksichtigungderEndenergien;Bestell-Nr.s.199UntersuchungzurBleiabgabederMessinglegierungCuZn39PB3an Trinkwasser Testverfahren nach British Standards BS 7766 andNSFStandard61;Bestell-Nr.s.200Recycling von Kupferwerkstoffen;Bestell-Nr.i.27Kupfer und Kupferwerkstoffe ein BeitragzurffentlichenGesundheitsvorsorge;Bestell-Nr.i.28KupferderNachhaltigkeitverpflichtetKupferinunsererUmweltNatrlichKupferKupferkologischgesehenDoorknobs:asourceofnosocomialinfection?KupferHygienischerWerkstoffKupfer Lebenswichtiges Spurenelement
Spezielle ThemenKupferwerkstoffeimKraftfahrzeugbau;Bestell-Nr.s.160Die Korrosionsbestndigkeit metallischerAutomobilbrems-leitungen-Mngelhufigkeitin Deutschland und Schweden;Bestell-Nr.s.161KupferNaturwissenschaftenimUnterrichtChemie;Bestell-Nr.s.166AmmoniakanlagenundKupfer-Werkstoffe?;Bestell-Nr.s.210Kupferwerkstoffe in Ammoniakklteanlagen;Bestell-Nr.s.211KupferrohreinderKlte-Klimatechnik,frtechnischeundmedizinischeGaseBestell-Nr.i.164
DKI-FachbcherKupferSchweien von Kupfer und KupferlegierungenChemischeFrbungenvonKupferundKupferlegierungenKupferalsWerkstofffrWasserleitungenKupfer in der LandwirtschaftKupferimHochbauEUR10,00Planungsleitfaden Kupfer Messing BronzeEUR10,00ArchitekturundSolarthermieDokumentationzumArchitekturpreisEUR10,00
CD-ROM des Deutschen KupferinstitutsWerkstoffdatenbltterEUR10,00SolaresHeizenEUR10,00FaltmusterfrFalzarbeitenmitKupferMusterfrAusbildungsvorlageninderKlempnertechnikEUR10,00Werkstofftechnik HerstellungsverfahrenEUR10,00
LernprogrammDie fachgerechte Kupferrohr-Installation EUR10,00
Filmdienst des DKIDas Deutsche Kupferinstitut verleiht kostenlos die nachstehend aufgefhrtenFilmeundVideos:
KupferinunseremLebenVideokassetteoderDVD,20Min.SchutzgebhrEUR10,00Verleih kostenlosFachgerechtesVerbindenvonKupferrohrenLehrfilm,DVD,15Min.SchutzgebhrEUR10,00Verleih kostenlosKupferinderKlempnertechnikLehrfilm,Videokassette,15Min.SchutzgebhrEUR10,00Verleih kostenlos
SonderkonditionenfrDozenten,StudentenundBerufsschulen
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Fr die Anwendung magebend ist die Norm in der jeweils gltigen Fassung
1. Normbezeichnung 2. Chemische Zusammensetzung in Gew. %
Kurzzeichen
Werkstoff-Nummer
nachDIN EN
1412
AltesKennzeichen
nachn. DIN
AlteWerkstoffnr.
nach DIN
Werkstoff- Nummer
nachUNS
KupferCu
Gew. %
AluminiumAl
Gew. %
CobaltCo
Gew. %
ArsenAs
Gew. %
EisenFe
Gew. %
ManganMn
Gew. %
NickelNi
Gew. %
PhosphorP
BleiPb
Gew. %
Antimon
Knetlegierungen
Kupfer-Zink Legierungen, Zweistofflegierungen
CuZn5 CW500L CuZn5 2.0220 C21000 94,0 - 96,0 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05
CuZn10 CW501L CuZn10 2.0230 C22000 89,0 - 91,0 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05
CuZn15 CW502L CuZn15 2.0240 C23000 84,0 - 86,0 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05
CuZn20 CW503L CuZn20 2.0250 C24000 79,0 - 81,0 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05
CuZn28 CW504L CuZn28 2.0261 - 71,0 - 73,0 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05
CuZn30 CW505L CuZn30 2.0265 C26000 69,0 - 71,0 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05
CuZn33 CW506L CuZn33 2.0280 C26800 66,0 - 68,0 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05
CuZn36 CW507L CuZn36 2.0335 C27200 63,5 - 65,5 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05
CuZn37 CW508L CuZn37 2.0321 C27400 62,0 - 64,0 < 0,05 - - < 0,1 - < 0,3 - < 0,1
CuZn40 CW509L CuZn40 2.0360 C28000 59,5 - 61,5 < 0,05 - - < 0,2 - < 0,3 - < 0,3
Kupfer-Zink-Blei Legierungen
CuZn35Pb1 CW600N CuZn36Pb1,5 2.0331 C34000 62,5 - 64,0 < 0,05 - - < 0,1 - < 0,3 - 0,8 -1,6
CuZn36Pb2As CW602N CuZn36Pb1,5 2.0331 C35330 61,0 - 63,0 < 0,05 < 0,1 < 0,1 < 0,3 - 1,7 - 2,8
CuZn36Pb3 CW603N CuZn36Pb3 2.0375 C36000 60,0 - 62,0 < 0,05 - - < 0,3 - < 0,3 - 2,5 - 3,5
CuZn37Pb0,5 CW604N CuZn37Pb0,5 2.0332 C33500 62,0 - 64,0 < 0,05 - - < 0,1 - < 0,3 - 0,1 - 0,8
CuZn38Pb2 CW608N CuZn38Pb1,5 2.0371 C35300 60,0 - 61,0 < 0,05 - - < 0,2 - < 0,3 - 1,6 - 2,5
CuZn39Pb0,5 CW610N CuZn39Pb0,5 2.0372 C36500 59,0 - 60,5 < 0,05 - - < 0,2 - < 0,3 - 0,2 - 0,8
CuZn39Pb2 CW612N CuZn39Pb2 2.0380 C37700 59,0 - 60,0 < 0,05 - - < 0,3 - < 0,3 - 1,6 - 2,5
CuZn39Pb3 CW614N CuZn39Pb3 2.0401 C38500 57,0 - 59,0 < 0,05 - - < 0,3 - < 0,3 - 2,5 - 3,5
CuZn40Pb2 CW617N CuZn40Pb2 2.0402 C37700 57,0 - 59,0 < 0,05 - - < 0,3 - < 0,3 - 1,6 - 2,5
CuZn43Pb2 CW623N CuZn44Pb2 2.0410 - 55,0 - 57,0 < 0,05 - - < 0,3 - < 0,3 - 1,6 -3,0
Kupfer-Zink Legierungen, MehrstofflegierungenCuZn20Al2As CW702R CuZn20Al2 2.0460 C68700 76,0 - 79,0 1,8 - 2,3 - 0,02 - 0,06 < 0,07 < 0,1 < 0,1
-
Fr die Anwendung magebend ist die Norm in der jeweils gltigen Fassung
1. Normbezeichnung 2. Chemische Zusammensetzung in Gew. % 3. Physikalische Eigenschaften 4. Technologische Eigenschaften 5. Mechanische Eigenschaften
Hinweise fr die AnwendungKurzzeichen
Werkstoff-Nummer
nachDIN EN
1412
AltesKennzeichen
nachn. DIN
AlteWerkstoffnr.
nach DIN
Werkstoff- Nummer
nachUNS
KupferCu
Gew. %
AluminiumAl
Gew. %
CobaltCo
Gew. %
ArsenAs
Gew. %
EisenFe
Gew. %
ManganMn
Gew. %
NickelNi
Gew. %
PhosphorP
BleiPb
Gew. %
AntimonSb
SiliziumSi
Gew. %
ZinnSn
Gew. %
ZinkZn
Gew. %
SonstigesinsgesamtGew. %
Dichteg / cm
Schmelz-bereich
C
Schwind-ma%
ElektrischeLeitfhigkeit
bei 20CK
MS/m
Wrmeleit-fhigkeit
bei20C
W/m.K
Lngenaus-dehnungs-koeffizient
(20-200C)
10-6/K
Permeabilitt(H=80A/cm)
Elastizitts-modul
bei 20CE GPa
Schub-modul
GPa
Biegewechsel-festigkeit
ProduktformZugfestigkeit
RmN/mm
0,2%Dehn-grenze
Rp0,2N/mm
BruchdehnungA%
BrinalhrteHB
Knetlegierungen
Kupfer-Zink Legierungen, Zweistofflegierungen
CuZn5 CW500L CuZn5 2.0220 C21000 94,0 - 96,0 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05 - - < 0,1 Rest < 0,1 8,91055 - 1065
- 33,3 243 18,0 0,99997 - 1,04 127 48DIN EN 1652 (Blech) 230 - 350 130 - 280 4 - 45 45 - 110
Installationsteile fr die Elektrotechnik, fr Dmpferstbe, Metallwaren, Schmuck- und UhrenindustrieDIN EN 12163 (Stange) 240 - 350 60 - 310 15 - 30 55 - 115
CuZn10 CW501L CuZn10 2.0230 C22000 89,0 - 91,0 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05 - - < 0,1 Rest < 0,1 8,81025 - 1045
- 24,7 184 18,2 0,99997 - 1,04 124 46DIN EN 1652 (Blech) 240 - 360 140 - 290 4 - 45 50 - 110
Elektrotechnik, Metallwaren, Schmuck- und Uhrenindustrie, Geschosshlsen, Plattier- und EmaillierwerkstoffDIN EN 12163 (Stange) 270 - 380 80 - 350 14 - 28 60 - 125
CuZn15 CW502L CuZn15 2.0240 C23000 84,0 - 86,0 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05 - - < 0,1 Rest < 0,1 8,81005 - 1025
- 21,1 159 18,5 0,99997 - 1,04 122 45DIN EN 1652 (Blech) 260 - 420 110 - 360 4 - 36 85 - 135
Elektrotechnik, Metallwaren, Schmuckindustrie, Metallschluche, Druckmessgerte, Schilder, Hlsen, FederungskrperDIN EN 12163 (Stange) 290 - 430 100 - 390 12 - 27 75 - 135
CuZn20 CW503L CuZn20 2.0250 C24000 79,0 - 81,0 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05 - - < 0,1 Rest < 0,1 8,7 970 - 1010 - 19 142 18,8 0,99997 - 1,04 119 44DIN EN 1652 (Blech) 270 - 480 110 - 440 5 - 50 55 - 155
Metallwaren, Schmiuckindustrie, Kraftfahrzeugelektrik, Metallschluche, ManometerDIN EN 12163 (Stange) 300 - 450 110 - 410 10 - 27 80 - 140
CuZn28 CW504L CuZn28 2.0261 - 71,0 - 73,0 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05 - - < 0,1 Rest < 0,1 8,6 910 - 965 - 16,5 130 19,7 0,99997 - 1,04 114 40DIN EN 1652 (Blech) - - - -
Tiefziehteile und Hlsen aller Art, Autokhler, Musikinstrumente, Federelemente, Zifferbltter, Plattierwerkstoff fr FlussstahlDIN EN 12163 (Stange) 310 - 460 120 - 420 10 - 27 85 - 145
CuZn30 CW505L CuZn30 2.0265 C26000 69,0 - 71,0 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05 - - < 0,1 Rest < 0,1 8,5 910 - 965 - 16,3 126 19,7 0,99997 - 1,04 114 40DIN EN 1652 (Blech) 270 - 490 90 - 430 9 - 50 55 - 155
Tiefziehteile, Musikinstrumente, Schlauchrohre, Federelemente, Zifferbltter, PlattierwerkstoffDIN EN 12163 (Stange) 310 - 460 120 - 420 10 - 27 85 - 145
CuZn33 CW506L CuZn33 2.0280 C26800 66,0 - 68,0 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05 - - < 0,1 Rest < 0,1 8,5 902 - 940 - 15,5 121 19,9 0,99997 - 1,04 112 40DIN EN 1652 (Blech) 280 - 500 110 - 450 6 - 50 55 - 155
tzmessing; Tiefziehteile, Metallwaren, Uhrenteile, Polierbleche, Drahtgeflecht, Khlerbnder, RohrnieteDIN EN 12163 (Stange) 310 - 460 120 - 420 10 - 27 85 - 145
CuZn36 CW507L CuZn36 2.0335 C27200 63,5 - 65,5 < 0,02 - - < 0,05 - < 0,3 - < 0,05 - - < 0,1 Rest < 0,1 8,4 902 - 920 - 15,5 121 20,2 0,99997 - 1,04 110 40DIN EN 1652 (Blech) 300 - 560 110 - 500 3 - 48 55 - 180
Tiefziehteile, Drck- und Prgeteile, ZifferbltterDIN EN 12163 (Stange) 310 - 440 120 - 400 12 - 30 70 - 135
CuZn37 CW508L CuZn37 2.0321 C27400 62,0 - 64,0 < 0,05 - - < 0,1 - < 0,3 - < 0,1 - - < 0,1 Rest < 0,1 8,4 902 - 920 - 15,5 121 20,2 0,99997 - 1,04 110 40DIN EN 1652 (Blech) 300 - 560 110 - 500 3 - 48 55 - 180
Glhlampensockel, Abspannklemmen fr Freilleitungen, Kontaktfedern, Metall- und Holzschrauben, Druckwalzen, ReiverschlsseDIN EN 12163 (Stange) 310 - 440 120 - 400 12 - 30 70 - 135
CuZn40 CW509L CuZn40 2.0360 C28000 59,5 - 61,5 < 0,05 - - < 0,2 - < 0,3 - < 0,3 - - < 0,2 Rest < 0,2 8,4 895 - 900 - 15,0 117 20,3 0,99997 - 1,04 102 37DIN EN 1652 (Blech) 340 - 480 240 - 390 6 - 43 85 - 140
Warmpressteile, Beschlag- und Schlossteile, Nippeldraht, Kondensatorbden, UhrengehuseDIN EN 12163 (Stange) 340 260 25 80
Kupfer-Zink-Blei Legierungen
CuZn35Pb1 CW600N CuZn36Pb1,5 2.0331 C34000 62,5 - 64,0 < 0,05 - - < 0,1 - < 0,3 - 0,8 -1,6 - - < 0,1 Rest < 0,1 8,5 902 - 915 - 14,7 113 20,4 0,99997 - 1,04 110 39
DIN EN 12163/DIN EN 12168 (Stangen)
290 - 540 200 - 490 12 - 50 60 - 170 Rder und Platinen fr die Uhrenindustrie, Matrizen fr die Druckindustrie, Klemmen fr die Elektrotechnik, Nippel, Schrauben
CuZn36Pb2As CW602N CuZn36Pb1,5 2.0331 C35330 61,0 - 63,0 < 0,05 < 0,1 < 0,1 < 0,3 - 1,7 - 2,8 - - < 0,1 Rest < 0,2 8,4 902- 915 14,7 113 20,4 0,9997 - 1,04 110 39 280 - 370 120 - 250 12 - 30 80 - 110 Sanitrfittings
CuZn36Pb3 CW603N CuZn36Pb3 2.0375 C36000 60,0 - 62,0 < 0,05 - - < 0,3 - < 0,3 - 2,5 - 3,5 - - < 0,2 Rest < 0,2 8,5 885 - 900 - 13 100 20,6 0,99997 - 1,05 102 37 340 - 460 250 - 350 12 - 35 85 - 140dnnwandige Strangpressprofile, z. B. Bauprofile, Handlufe, Treppenschienen, Automatendrehteile fr Uhren- und Elektroindustrie, Feinmechanik und Optik
CuZn37Pb0,5 CW604N CuZn37Pb0,5 2.0332 C33500 62,0 - 64,0 < 0,05 - - < 0,1 - < 0,3 - 0,1 - 0,8 - - < 0,2 Rest < 0,2 8,4 902 - 915 - 14,7 113 20,4 0,99997 - 1,04 110 39 290 - 540 200 - 490 5 - 50 60 - 170
CuZn38Pb2 CW608N CuZn38Pb1,5 2.0371 C35300 60,0 - 61,0 < 0,05 - - < 0,2 - < 0,3 - 1,6 - 2,5 - - < 0,2 Rest < 0,2 8,4 895 - 900 - 13,9 109 20,4 0,99997 - 1,05 102 37 340 - 550 240 - 490 5 - 43 75 - 170 Teile fr Optik und Feinmechanik, Uhrenteile, Steckerstifte, Linienstreifen und Profile fr die graphische Industrie; Armaturenteile
CuZn39Pb0,5 CW610N CuZn39Pb0,5 2.0372 C36500 59,0 - 60,5 < 0,05 - - < 0,2 - < 0,3 - 0,2 - 0,8 - - < 0,2 Rest < 0,2 8,4 895 - 900 - 13,9 109 20,4 0,99997 - 1,05 102 37 340 - 550 240 - 490 5 - 43 75 - 170 Steckerstifte, Armaturenteile, Niete, Kondensatorplatten, Schiffsbodenbelge, Reizeuge
CuZn39Pb2 CW612N CuZn39Pb2 2.0380 C37700 59,0 - 60,0 < 0,05 - - < 0,3 - < 0,3 - 1,6 - 2,5 - - < 0,3 Rest < 0,2 8,4 880 - 895 - 13,9 109 21,1 0,99997 - 1,05 102 36 360 - 570 270 - 510 9 - 40 90 - 180 Teile fr die Feinmechanik, den Maschinen- und Apparatebau, Platinen- und Rdewerke fr die Uhrenindustrie
CuZn39Pb3 CW614N CuZn39Pb3 2.0401 C38500 57,0 - 59,0 < 0,05 - - < 0,3 - < 0,3 - 2,5 - 3,5 - - < 0,3 Rest < 0,2 8,5 880 - 895 - 14,6 113 21,4 0,99997 - 1,06 96 35 360 - 550 150 - 420 11 - 32 8- 20 Formdrehteile aller Art fr Feinmechanik, Uhren- und Elektroindustrie
CuZn40Pb2 CW617N CuZn40Pb2 2.0402 C37700 57,0 - 59,0 < 0,05 - - < 0,3 - < 0,3 - 1,6 - 2,5 - - < 0,3 Rest < 0,2 8,4 880 - 895 - 14,9 113 21,1 0,99997 - 1,05 96 36 360 - 550 150 - 420 11 - 32 8- 20 Warmpressteile, Drehteile fr Feinmechanik und Oprik, Platinen und Rderwerke fr Uhren, Klemmen fr die Elektrotechnik
CuZn43Pb2 CW623N CuZn44Pb2 2.0410 - 55,0 - 57,0 < 0,05 - - < 0,3 - < 0,3 - 1,6 -3,0 - - < 0,3 Rest < 0,2 8,4 870 - 885 - 16,4 126 21,2 0,99997 - 1,05 84 31 - - - - dnnwandige Strangpressprofile, z. B. Bauprofile, Handlufe, Treppenschienen, Scharnierprofile
Kupfer-Zink Legierungen, MehrstofflegierungenCuZn20Al2As CW702R CuZn20Al2 2.0460 C68700 76,0 - 79,0 1,8 - 2,3 - 0,02 - 0,06 < 0,07 < 0,1 < 0,1 780 > 540 > 8 190 Konstruktionswerkstoff fr hohe statische und dynamische Belastung; Konstruktionsteile aus gepressten Stangen, Profilen und FormteilenCuZn28Sn1As CW706R CuZn28Sn1 2.0470 C44300 70,0 - 72,5 - - 0,02 - 0,06 < 0,07 < 0,1 < 0,1 360 > 140 > 45 - Rohre, Bden und Platten fr Kondensatoren und sonstige Wrmeaustauscher; Rippenrohre; Khler in Landlagen
CuZn31Si1 CW708R CuZn31Si1 2.0490 C69800 66,0 - 70,0 - - - < 0,4 - < 0,5 - < 0,8 - 0,7 - 1,3 - Rest < 0,5 8,4 880 - 915 - 8,9 71 19,2 0,99997 - 1,06 108 38 DIN EN 12163 (Stange) 460 - 530 250 - 330 12 - 22 120 - 150 Lagerbuchsen, gerollte Buchsen, Fhrungen und sonstige Gleitelemente; dnnwandige Rohre
CuZn35Ni3Mn2AlPb CW710R CuZn35Ni2 2.0540 - 58,0 - 60,0 0,3 - 1,3 - - < 0,5 1,5 - 2,5 2 - 3 - 0,2 - 0,8 - < 0,1 < 0,5 Rest < 0,3 8,3 880 - 890 - 5,7 46 18,0 0,99997 - 1,06 100 38 DIN EN 12163 (Stange) 490 - 550 300 - 400 10 - 20 125 - 160 Apparatebau, Schiffbau, Bootswellenschrauben
CuZn37Mn3Al2PbSi CW713R CuZn40Al2 2.0550 - 57,0 - 59,0 1,3 - 2,3 - - < 1 1,5 -3,0 < 1 - 0,2 - 0,8 - 0,3 - 1,3 < 0,4 Rest < 0,3 8,1 875 - 910 - 7,8 63 20,4 0,99997 - 1,06 93 35 DIN EN 12164 (Stange) 540 - 640 280 - 400 5 - 15 150 - 180 Konstruktionsteile im Maschinenbau; Gleitlager, Ventillager, Ventilfhrungen; Getriebeteile, Kolbenringe
CuZn38AlFeNiPbSn CW715R CuZn38SnAl 2.0525 - 59,0 - 60,7 0,1 -0,5 - < 0,05 0,1 - 0,4 - 0,2 - 0,5 - 0,3 - 0,7 - - 0,3 - 0,6 Rest < 0,2 8,3 880 - 890 - 15,1 117 18,0 0,99997 - 1,06 112 42 DIN EN 1653 (Blech) 390 - 430 140 - 200 20 - 25 110 - 120 Apparatebau, insbesondere fr Rohrbden in Kondensatoren und Wrmeaustauschern
CuZn38Mn1Al CW716R CuZn37Al1 2.0510 - 59,0 - 61,5 0,3 - 1,3 - - < 1 0,6 - 1,8 < 0,6 - < 1,0 - < 0,5 < 0,3 Rest < 0,3 8,3 860 - 910 - 7,8 80 21,1 0,99997 - 1,06 93 35 DIN EN 12163 (Stange) 490 - 550 210 - 280 10 - 18 125 - 155 Gleitlager, Gleitelemente
CuZn39Mn1AlPbSi CW718R CuZn40Al1 2.0561 - 57,0 - 59,0 0,3 - 1,3 - - < 0,5 0,8 - 1,8 < 0,5 - 0,2 - 0,8 - 0,2 - 0,8 < 0,5 Rest < 0,3 8,2 890 -920 - 9,1 71 21,6 0,99997 - 1,06 106 40 DIN EN 12163 (Stange) > 440 > 200 > 12 > 105 Achsschenkelbuchsen; Gleitlager, Gleitelemente; Schneckenradkrnze, Zahnritzel
CuZn39Sn1 CW719R CuZn38Sn1 2.0530 C46400 59,0 - 61,0 - - - < 0,1 - < 0,2 - < 0,2 - - 0,5 - 1,0 Rest < 0,2 8,4 880 - 890 - 15,1 117 21,2 0,99997 1,06 112 42 DIN EN 12163 (Stange) 340 - 460 170 - 340 12 - 30 85 - 150 Rohrbden fr Kondensatoren und Wmeaustauscher, Bootsschraubenwellen, Bootsbeschlge
CuZn40Mn1Pb1 CW720R CuZn40Mn1Pb 2.0580 - 57,0 -59,0 < 0,2 - - < 0,3 0,5 - 1,5 < 0,6 - 1,0 - 2,0 - < 0,1 < 0,3 Rest < 0,3 8,3 900 - 930 - 8,7 67 19,0 0,99997 - 1,06 95 36 DIN EN 12164 (Stange) 390 - 560 200 - 500 10 - 20 110 - 160 Wlzlagerkfige, AutomatenteileCuZn40Mn2Fe1 CW723R CuZn40Mn2 2.0572 - 56,5 - 58,5 < 0,1 - - 0,5 - 1,5 1,0 -2,0 < 0,6 - < 0,5 - < 0,1 < 0,3 Rest < 0,4 8,3 880 - 890 - 8,6 67 18,5 0,99997 - 1,06 100 38 DIN EN 12163 (Stange) 460 - 540 270 - 320 8 - 20 115 - 155 Apparatebau, allgemeiner Maschinenbau, Armaturen, Klteapparate, Bauwesen, Dmpferstbe
Gusslegierungen nach DIN EN 1982
CuZn33Pb2-C -GSCC750S
G-CuZn33Pb 2.0290.01- 63,0 - 67,0 < 0,1 - - < 0,8 < 0,2 < 1,0 < 0,05 1,0 - 3,0 - < 0,05 < 1,5 Rest - 8,5 930 - 945 - 15 80 19 1,00 bis 1,035 95 - 100 -
180 70 12 45Teile fr Maschinenbau. Elektrotechnik, Feinmechanik und Optik, Gehuse fr Gas- und Wasserarmaturen.
CuZn33Pb2-C -GZ - - 180 70 12 50CuZn39Pb1Al-C -GS
CC754S
- -
- 58,0 - 63,0 < 0,8 - - < 0,7 < 0,5 < 1,0 < 0,02 0,5 - 2,5 - < 0,05 < 1,0 Rest - 8,5 890 - 910 1,8 - 2 10,0 - 14,0 65,0 - 85,0 19 1,00 - 1,02 98 - 120 -
220 80 15 65Druck- und Kkillengussteile fr Maschinenbau, Elektrotechnik, Feinmechanik und Optik; Armaturen fr Gas-, Wasser- und Sanitrinstallation
CuZn39Pb1Al-C -GM GK-CuZn37Pb 2.0340.02 280 120 10 70CuZn39Pb1Al-C -GZ - - 280 120 10 70CuZn39Pb1Al-C -GP GD-CuZn37Pb 2.0340.05 350 250 4 110
CuZn15As-C - GS CC760S G-CuZn15 2.0241.01 - 83,0 - 88,0 < 0,01 0,05 - 0,15 < 0,15 < 0,1 < 0,1