Kupfer-Nickel-Zinn-Leg., bleihaltig

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1 CuNi9Sn6Pb Materialgruppen: Metall > Nichteisenmetalle > Schwermetalle > Buntmetalle Materialbeschrieb Die bleihaltige Kupfer-Nickel-Zinn-Legierung CuNi9Sn6Pb (Swissmetal-Werkstoffnummer NP6) setzt sich aus 9% Nickel, 6% Zinn, 1% Phosphor und einem Restanteil Kupfer zusammen. Kupfer ist das älteste Gebrauchsmetall, es wurde bereits vor mehr als 7000 Jahren verwendet. CuNi9Sn6Pb ist eine hochfeste spinodale Kupferlegierung von silberbronzener Farbe. Die hohen mechanischen Eigenschaften werden durch spionodalen Abbau nach der Kaltumformung und durch Aushärtung hervorgerufen. CuNi9Sn6P ist gegen Spannungsrisskorrosion unempfindlich, gut beständig gegenüber Süss- und Salzwasser, hoher Luftfeuchtigkeit bei erhöhter Temperatur sowie ländlicher wie auch industrieller und Meeresatmosphäre, jedoch schlecht beständig gegenüber Salzspray und schwefelhaltigen Stoffen. CuNi9Sn6Pb kann aufgrund seiner vorteilhaften Kurzspanbildung gut spanabhebend bearbeitet werden und ist weiter gut kalt- sowie mittelmässig warmumformbar. Die Legierung lässt sich hervorragend durch Weichlöten und Widerstandsschweissen sowie gut durch Hartlöten verbinden und ebenfalls mit hervorragendem Ergebnis galvanisch behandeln und polieren. CuNi9Sn6Pb dient als Ersatz für Beryllium-Kupfer. Weiter wird das Material bei Teilen mit hohen Anforderungen an den Federeffekt sowie in der Elektrotechnik bei Kontaktfedern eingesetzt. Handelsnamen: CiNi9Sn6Pb, NP6 Chemische Formel: CiNi9Sn6Pb: 9% Nickel, 6% Zinn, 1% Phosphor, Restanteil Kupfer Hintergrund Recycling: Die elektrolytische Raffination ermöglicht die restlose Entfernung unedler und MATERIAL ARCHIV / 5

2 edler Verunreinigungen aus Kupfer. Deshalb lassen sich Kupfer und seine Legierungen aus Altmaterialien ohne Qualitätseinbussen beliebig oft rezyklieren und es gibt keine Qualitätsunterschiede zwischen Neumetall oder aus Altmetall hergestelltem Kupfer. Die Wiederverwertung von Kupfer schont zudem nicht nur die Rohstoffe, sondern hilft auch, Energie zu sparen. Zum einen entfällt der Energieaufwand, der mit dem Erzabbau, der Aufbereitung und dem Transport zu den Verarbeitungsstätten verbunden ist, und zum anderen beträgt der Energieeinsatz für das Einschmelzen des Altmaterials nur einen Bruchteil dessen, was für die Metallgewinnung aus Konzentraten erforderlich ist. Herstellung Herkunft, geografische Region: Australien, Brasilien, Mozambique, Thailand, Portugal, Nigeria, Zaire, Kanada Gewinnung: CuNi9Sn6Pb wird aus reinen Metallen gewonnen. Fertigung: Für das Erschmelzen der Legierungen werden Reinmetalle, Recyclingmaterialien und fertigungsbedingte Neuschrotte eingesetzt. Das Schmelzen erfolgt in elektrisch beheizten Induktionsöfen. Von dort wird die Schmelze in die Giessöfen überführt. Eigenschaften Beimischungen, Art: Gefüge/Mikrostruktur: Ni 9%, Sn 6%, Pb 1%, Cu Restanteil kubisch raumzentriert Erscheinung Farbe: Grautöne silberbronzefarben Haptik: hart, kalt, trocken Beständigkeit Säurenbeständigkeit: bedingt beständig CuNi9Sn6Pb weist eine mittelmässige Beständigkeit gegenüber schwefelhaltigen Agenzien und konzentriertem Salzspray auf. Witterungsbeständigkeit: beständig CuNi9Sn6Pb ist gegenüber Süss- und Salzwasser sowie gegenüber hoher Luftfeuchtigkeit bei erhöhter Temperatur beständig. Hinzu kommt eine gute Beständigkeit gegenüber ländlicher wie auch industrieller und Meeresatmosphäre. Die Legierung ist gegen Spannungsrisskorrosion unempfindlich. Das Risiko zur Kontaktkorrosion besteht, wenn CuNi9Sn6Pb mit einem Material mit niedrigerem Potenzial in Berührung kommt, z. B. bei Stahl MATERIAL ARCHIV / 5

3 mit einem geringeren Chromanteil als 13%. Mechanische Eigenschaften Dichte [ρ]: Elastizitätsmodul: kg/m N/mm 2 Thermische Eigenschaften Längenausdehnungskoeffizient: 1.60 x /K Schmelzpunkt/-bereich [T_SM]: bis C Wärmeleitfähigkeit/-zahl [λ]: W/mK Quellen der Kennwerte Alloy Swissmetal Swiseco, NP6, CuNi9Sn6Pb (2004). Dornach: Swissmetal Holding AG. Bearbeitung Lieferformen: Gezogener feiner Draht und Stangen bis max. 8 mm Durchmesser Formen und Generieren: biegen, drehen, drücken, hämmern, prägen, pressen, rotationsformen, schleifen, schmieden, spanabhebend, spanlos bearbeiten, tiefziehen, umformen (biege-, druck-, zug- und zugdruckumformen), walzen, ziehen CuNi9Sn6Pb ist gut kalt- und mittelmässig warmumformbar. Fügen und Verbinden: kleben, laserschweissen, löten, nieten, pressverbinden, punktschweissen, schnappverbinden, schrauben, schweissen CuNi9Sn6Pb lässt sich hervorragend durch Weichlöten und Widerstandsschweissen sowie gut durch Hartlöten verbinden. Oberflächenbearbeitung: aufrauen, elektropolieren, gravieren, laserbeschriften, polieren, prägen, sandstrahlen, schleifen Die Oberfläche kann bei dieser Legierung hervorragend poliert werden. Oberflächenbehandlung: beizen, beschichten, lackieren, polieren Galvanische Überzüge bzw. Behandlungen sind bei CuNi9Sn6Pb mit gutem MATERIAL ARCHIV / 5

4 Ergebnis durchführbar. Trennen und Subtrahieren: bohren, drehen, feilen, fräsen, lasern, sägen, spanabhebend bearbeiten, spanlos formen, stanzen, wasserstrahlschneiden CuNi9Sn6Pb lässt sich, bei gringem Werkzeugverschleiss, gut spanabhebend bearbeiten. Anwendung Anwendungsgebiete: Elektro- und Stromtechnik Anwendungsbeispiele: Beryllium Kupfer Ersatz, Bauteile mit erforderlichem Federeffekt, Federkontakte Sammlungen Muster in folgenden Sammlungen: HSLU T+A Campus Horw Bezugsquelle Bezugsquelle Sammlungsmuster: Swissmetal Industries AG, Weidenstrasse 50, CH-4143 Dornach, Tel.: , Fax: Quellennachweis Verwendete Quellen: Moeller, Elvira (2008). Handbuch Konstruktionswerkstoffe. München: Carl Hanser Verlag. Recycling von Kupferwerkstoffen (2011). Düsseldorf: Deutsches Kupferinstitut. Auskunfts- und Beratungsstelle für die Verwendung von Kupfer und Kupferlegierungen. Swissmetal Produktsortiment (2008). Dornach: Swissmetal Holding AG. Vom Erz zum Metall (1970). Bern: Metallverband AG. Verwendung des Kupfers und seiner Legierungen (1970). Bern: Metallverband AG. Die Herstellung von Halbfabrikaten aus Nichteisenmetallen (1970). Bern: Metallverband AG. Weiterverarbeitung des NE-Metall-Halbzeugs (1970). Bern: Metallverband AG. Eigenschaften der Halbfabrikate (1970). Bern: Metallverband AG. Alloy Swissmetal Swiseco, NP6, CuNi9Sn6Pb (2004). Dornach: Swissmetal Holding AG. Normierung / Werkstoffnummer: Swiseco von Swissmetal Expertin / Experte: Rudolf Vetsch MATERIAL ARCHIV / 5

5 Material-Archiv-Signatur: MET_NEM_SCH_BUN_KUP_SM11 Text verfasst von: ZHdK, OB JB, 2011 Stand: (Online-Schaltung: ) Permalink: materialarchiv.ch/detail/1403 MATERIAL ARCHIV / 5