CuSn12-C - abmkupral.hu

1 CuSn12-C Werkstoff-Datenbl tter I 1 Inhalt 1. Allgemeine 2. Chemische 3. Physikalische Dichte ..2 Solidus- und Liquidustemperatur ..2 L ngenausdehnungskoeffizient ..2 Spezifische W rmekapazit t ..2 W rmeleitf Spezifische elektrische Leitf higkeit ..2 Spezifischer elektrischer Widerstand ..2 Temperaturkoeffizient des elektr . Widerstands ..3 Elastizit tsmodul ..3 Schwindma ..3 Spezifische magnetische Suszeptibilit Kristallstruktur / Gef ge ..3 4. Mechanische Festigkeitswerte bei Raumtemperatur ..4 Dauerschwingfestigkeit ..5 5. Relevante 6. 7. 8. Gie technische 9. Gl hen ..6 Verbindungstechniken ..6 Oberfl 10. Korrosionsbest 11. 12. 13. 14. Stand 2005 Hinweis: Durch Klicken auf die berschriften k nnen Sie direkt zu den entsprechenden Inhalten springen.

2 CuSn12-C CuSn12-C 2 I Deutsches Kupferinstitut 1. Allgemeine Informationen Werkstoff-Bezeichnung: CuSn12-C Werkstoff-Nr.: CC483K CuSn12-C ist ein sehr verschlei fester und z hharter Werk-stoff, der gleichzeitig eine gute Korrosionsbest ndigkeit, insbesondere gegen Meerwasser, aufweist. Er wird f r schnell laufende Schnecken und Schraubenr der, unter Last bewegte Spindelmuttern und Kuppelst cke im Sand-gussverfahren hergestellt. Die im Schleuder- und Strangguss hergestellten Teile aus CuSn12-C werden wegen ihrer gleichm igeren Festigkeit und h heren H rte f r hoch beanspruchte Schneckenradkr nze und Zylindereins tze verwendet [1]. Aus diesem Werkstoff werden auch kavitations-beanspruchte Konstruktionselemente hergestellt. 2. Chemische Zusammensetzung - nach DIN EN 1982 - Legierungsbestandteile Massenanteil in % Cu Ni P Pb Sn 85,0 bis 88,5 bis 2,0 bis 0,60 bis 0,7 11,0 bis 13,0 Zul ssige Beimengungen bis Massenanteil in % Al Fe Mn S Sb Si Zn 0,01 0,2 0,2 0,05 0,15 0,01 0,5 3.

3 Physikalische Eigenschaften Dichte Temperatur Dichte C g/cm3 20 8,72 Solidus- und Liquidustemperatur Solidustemperatur Liquidustemperatur C C 830 1000 L ngenausdehnungskoeffizient Temperatur L ngenausdehnungs-koeffizient C 10-6 K-1 von 20 bis 100 17,8 von 20 bis 200 18,1 von 20 bis 300 18,5 von 20 bis 400 18,9 Spezifische W rmekapazit t Temperatur Spezifische W rmekapazit t C J/(g K) bei 20 0,376 bei 100 0,385 bei 200 0,395 W rmeleitf higkeit Temperatur W rmeleitf higkeit C W/(m K) bei 20 55 bei 100 62 bei 200 70 5055606570750 50 100 150 200 250 Tem peratur in CW rmeleitf higkeit in W/m K Spezifische elektrische Leitf higkeit Temperatur Spez. elektr . Leitf higkeit C MS/m 20 6,2 200 5,3 Anmerkung: 1 MS/m entspricht 1 m/( mm2). CuSn12-C Werkstoff-Datenbl tter I 3 Spezifischer elektrischer Widerstand Temperatur Spez.

4 elektr . Widerstand C ( mm2)/m 20 0,161 200 0,189 Temperaturkoeffizient des elektr . Widerstands Temperatur Temperaturkoeffizient des elektr . Widerstands C K-1 20 0,0008 G ltig von 0 bis 100 C. Elastizit tsmodul Temperatur Elastizit tsmodul C kN/mm2 20 97 100 95 200 92 300 89 400 85 7075808590951001050 100 200 300 400 Temperatur in CElastizit tsmodul in kN/mm Schwindma Das Schwindma betr gt bei Abk hlung von Gie - auf Raumtemperatur ca. 1,5 %. Spezifische magnetische Suszeptibilit t - bei 20 C - CuSn12-C besitzt keine ferromagnetischen Eigenschaften, solange kein Eisen in ausgeschiedener Form vorhanden ist. Nach DIN EN 1982 ist ein Eisengehalt von max. 0,2 % zul ssig. Je nach Eisengehalt betr gt die Suszeptibilit t -1,5 10-8 bis 2 10-6 cm3/g. Anmerkung: = / (Massensuszeptibilit t). Kristallstruktur / Gef ge CuSn12-C weist, abh ngig vom Gie verfahren, ein mehr oder weniger heterogenes Gef ge aus meist dendritischen -Mischkristallen und einem ( + )-Eutektoid auf.

5 Die -Phase, eine homogene L sung von Zinn in Kupfer in festem Zustand, kristallisiert in einem kubisch-fl chen-zentrierten Gitter und die -Phase besitzt eine kubische Struktur, deren Zusammensetzung der intermetallischen Verbindung Cu31Sn8 entspricht. Durch schroffe Abk hlung wird der Anteil des ( + )-Eutektoids erh ht. Bei Phosphor- berschuss kann es im Eutektoid eingebunden zu Cu3P-Bildung kommen. Das Blei (falls zulegiert) ist unl slich und liegt im Gef ge in fein verteilter Form vor. Anmerkung: 1 kN/mm2 entspricht 1 GPa. CuSn12-C 4 I Deutsches Kupferinstitut 4. Mechanische Eigenschaften Bei CuSn12-C werden f r verschiedene Gie verfahren und Wanddicken unterschiedliche Festigkeiten erzielt, die durch eine W rmebehandlung nur geringf gig zu verbes-sern sind. Festigkeitswerte bei Raumtemperatur Festigkeitswerte - nach DIN EN 1982 - Werkstoffbezeichnung 1) und Kennzeichnung des Gie verfahrens Gie verfahren Zugfestigkeit 0,2 %-Dehngrenze Bruchdehnung Brinellh rte Rm Rp0,2 A HB N/mm2 N/mm2 % min.

6 Min. min. min. CuSn12-C GS Sandguss 260 140 7 80 CuSn12-C GM Kokillenguss 270 150 5 80 CuSn12-C GC Strangguss 2) 300 150 6 90 CuSn12-C GZ Schleuderguss 280 150 5 90 1) Dieser Werkstoff entspricht dem in der ehemaligen deutschen Norm DIN 1705 enthaltenen Werkstoff G-CuSn12 mit der Werkstoffnummer 2) In Strangguss sind unterschiedliche Formen (Rund- und Profilrohre, Profile sowie Rund- und Kantstangen) mit diversen Abmessungen lieferbar. Anmerkung: 1 N/mm2 entspricht 1 MPa. Weitere Eigenschaften a) Scherfestigkeit Sie betr gt bei 20 C je nach Gie verfahren ca. 195 bis 240 N/mm . b) Druckfestigkeit Sie wird f r eine maximale Quetschung von 0,2 % mit ca. 150 bis 160 N/mm abgesch tzt. c) Fl chendruck Der rtliche maximale Fl chendruck wird mit ca. N/cm abgesch tzt. Tieftemperaturverhalten Hierzu sind keine Daten bekannt. Die Zugfestigkeit und die 0,2 %-Dehngrenze d rften jedoch analog zu den vergleich-baren Kupferwerkstoffen mit abnehmender Temperatur ansteigen.

7 So steigen die Festigkeiten nach Literaturangaben bis -260 C ohne Verspr den [2]. Dagegen d rfte die Bruch-dehnung aufgrund des durch den -Bestandteil vermin-derten Form nderungsverm gens mit fallender Temperatur abnehmen. Hochtemperaturverhalten Warmfestigkeit Werte f r die Zugfestigkeit, die 0,2 %-Dehngrenze sowie die Bruchdehnung, die der fr heren Norm DIN 1705 entnommen wurden, sind in dem nachstehenden Diagramm eingetragen. CuSn12-C Werkstoff-Datenbl tter I 5 Zeitstandwerte Es sind Zeitdehngrenzen der fr heren DIN-Legierung G-CuSn10Zn bekannt [3], die hinsichtlich der Konstitution und Festigkeitseigenschaften mit CuSn12-C verglichen werden kann. Die Abh ngigkeiten wurden im folgenden Diagramm gegen die Temperatur aufgetragen. Dauerschwingfestigkeit Es sind folgende Werte bekannt [3]. Gie verfahren Medium Lastspiele Biegewechsel- festigkeit x 108 N/mm2 Sandguss Luft 1 90 0,1 140 1 90 Strangguss Modell-Siebwasser *) 10 54 *) Modell-Siebwasser mit Zusatz von Natriumsulfat, -thiosulfat, -acetat und Schwefels ure; pH-Wert betr gt 5,5.

8 Anmerkung: 1 N/mm2 entspricht 1 MPa. 5. Relevante Normen DIN CEN/TS 13388 Kupfer und Kupferlegierungen bersicht ber die Zusammensetzungen und Produkte DIN EN 1982 Kupfer und Kupferlegierungen - Blockmetalle und Gussst cke DIN EN 1371-1 Gie ereiwesen Eindringpr fung Teil 1: Sand-, Schwerkraftkokillen- und Niederdruckkokillen-Gussst cke DIN EN 1371-2 Gie ereiwesen Eindringpr fung Teil 2: Feingussst cke DIN EN 1412 Kupfer und Kupferlegierungen Europ isches Werkstoffnummernsystem DIN EN 1559-1 Gie ereiwesen technische Liefer-bedingungen, Teil 1: Allgemeines DIN EN 10204 Bescheinigungen ber Werkstoff-pr fungen DIN EN 10002-1 Pr fung metallischer Werkstoffe, Zugversuch DIN EN 10003-1 Pr fung metallischer Werkstoffe, H rtepr fung nach Brinell VDG-Merkblatt P378 Gie en von Probest ben aus Kupfer-Gusslegierungen f r den Zugversuch (Sandguss und Kokillenguss) DIN EN ISO 2624 Kupfer und Kupferlegierungen Bestimmen der mittleren Korngr e (ISO 2624) 6.

9 Werkstoffbezeichnungen Vergleich der Werkstoffbezeichnungen in verschiedenen L ndern (einschlie lich ISO) *) Land Bezeichnung der Normung Werkstoffbezeich-nung / -nummer Europa EN CuSn12-C CC483K USA ASTM (UNS) C90800 Japan JIS PBC2C Internationale Normung ISO CuSn12 Vormalige nationale Bezeichnungen Deutschland DIN G-CuSn12 Frankreich NF CuSn12 / CuSn12P UE12P Gro britannien BS PB2 Italien UNI CuSn12 Schweden SS 5465 Schweiz SNV CuSn12 Spanien UNE CuSn12 *) Die Toleranzbereiche der Zusammensetzung der in au ereurop ischen L ndern genormten Legierungen sind nicht in allen F llen gleich mit der Festlegung nach DIN EN. CuSn12-C 6 I Deutsches Kupferinstitut 7. Gleiteigenschaften Aufgrund des Gef ges, das aus weicher Grundmasse mit harten Einlagerungen besteht, weist der Werkstoff CuSn12-C gute Gleiteigenschaften mit gutem Einbettungsverm gen auf. Daher wird er bei mittleren Belastungen sowohl f r Lager und Gleitelemente als auch zur Herstellung von Schneckenradkr nzen eingesetzt.

10 F r Strang- und Schleudergussteile sind bei hydrodynamischer Schmierung die Gleitgeschwindigkeiten bis v = 20 m/s zul ssig [4]. CuSn12-C ist verschlei fest und Ger usch d mpfend und gilt zudem als sto unempfindlich. Insofern ist er besonders geeignet f r Konstruktionsteile, die Fl chendr cke und gleichzeitig St e aushalten m ssen und auf Reibung beansprucht werden. 8. Gie technische Eigenschaften CuSn12-C weist aufgrund des breiten Erstarrungsintervalls eine ausgepr gte Unterk hlung auf, die mit einer Seigerung w hrend der Erstarrung verbunden ist. Dabei kann die Diffusionstr gheit zu Konzentrationsunterschieden der -Mischkristalle f hren (Kristallseigerung). Au erdem existiert unterhalb der Soliduslinie ein Bereich, in dem dieser Werkstoff warmrissempfindlich ist. Daher ist CuSn12-C wenig geeignet f r Gussteile mit einer Formgestaltung, die das Gussteil in der Kokille schwinden l sst [2].