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Informationsdruck i. 25 - über Kupfer

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<strong>Kupfer</strong>-Zinn- und<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen(Zinnbronzen)<strong>Informationsdruck</strong> i.<strong>25</strong>


Herausgeber:Deutsches <strong>Kupfer</strong>institutAuskunfts- und Beratungsstellefür die Verwendung von<strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungenAm Bonneshof 540474 DüsseldorfTelefon: (0211) 4 79 63 00Telefax: (0211) 4 79 63 10info@kupferinstitut.dewww.kupferinstitut.deAlle Rechte, auch die desauszugsweisen Nachdrucks undder photomechanischen oderelektronischen Wiedergabe,vorbehalten.Wir danken der ICA (InternationalCopper Association), New York, fürdie besondere Unterstützung zurHerausgabe dieser Broschüre.Auflage 12/20042|Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut


<strong>Kupfer</strong>-Zinn und<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen(Zinnbronzen)Inhalt1. Allgemeines zu Zinnbronzen<strong>Kupfer</strong>-Zinn- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen . . . . . . . . . . 41.1 Geschichtliches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2 Zustandsschaubild <strong>Kupfer</strong>-Zinn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.3 Dreistoffsysteme auf der Basis <strong>Kupfer</strong>-Zinn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.4 Einfluss von Beimengungen und Verunreinigungen. . . . . . . . . . . . . . . . 81.5 <strong>Kupfer</strong>-Zinn-, <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungenin der DIN EN 1982 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91.6 Gegen<strong>über</strong>stellung der Werkstoffbezeichnungen in verschiedenen Ländern 92. Eigenschaften von <strong>Kupfer</strong>-Zinn und<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.1 Physikalische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.2 Mechanische Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.3 Gleiteigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.4 Korrosionsbeständigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163. Herstellung und Bearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.1 Schmelzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.2 Gießen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.3 Wärmebehandlung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.4 Spanabhebende Bearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.5 Verbindungsarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.6 Oberflächenbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204. Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Bildnachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245. Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226. Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227. Verlagsprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22<strong>Informationsdruck</strong> i.<strong>25</strong> | 3


1. Allgemeines zu den <strong>Kupfer</strong>-Zinn- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen (Zinnbronzen)Die gebräuchlichen <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungensind in DIN EN 1982(Tab. 17 bis 21, Stand 12.98) genormtund umfassen Gusslegierungen des<strong>Kupfer</strong>s mit 9 bis 13 % Zinn als Hauptlegierungselement,sie werden auch„Guss-Zinnbronzen“ genannt. Außerdemsind Legierungen mit etwa 20%Zinn als sogenannte „Glockenbronzen“bekannt.Bei den <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungenhandelt es sich um Legierungendes <strong>Kupfer</strong>s mit Zinn und Zink(sowie evtl. noch Blei). Diese sind inDIN EN 1982 (Tab. 22 bis 26, Stand 12.98)genormt und enthalten 1,5 bis 11%Zinn, 1 bis 9 % Zink und bei Bedarf 2,5bis 7% Blei. Für diese Legierungsuntergruppeist der Handelsname Rotgussüblich. Sowohl den <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen als auch den <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen kann etwasNickel zur Verbesserung der Festigkeitund Blei zur Verbesserung der Spanbarkeitzugegeben werden.Die in DIN EN 1982 (Tab. 27 bis 30,Stand 12.98) genormten <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen mit Zinn (0,5 bis11%) und größeren Gehalten an Blei(4 bis 26 %) sind auch als „Guss-Zinn-Bleibronzen“ geläufig. Diese durchden hohen Bleigehalt gekennzeichneten<strong>Kupfer</strong>werkstoffe weisen sehr guteNotlaufeigenschaften auf und sinddeshalb auch zukünftig als Lagerwerkstoffeunersetzbar. Sie können zurSteigerung der Festigkeit auch einengeringen Zusatz an Nickel enthalten.1.1 GeschichtlichesVermutlich um <strong>25</strong>00 v. Chr. wurde erstmalsmit Zinn legiertes <strong>Kupfer</strong> vergossen.Das wohl bedeutendste früheBildwerk aus Vorderasien – ein bronzenerFürstenkopf entstand etwa 2000v. Chr. [1].Schon in frühgeschichtlicher Zeit wurden<strong>Kupfer</strong>legierungen mit 20 bis 50 %Zinn wegen ihres hohen Reflexionsvermögenszur Herstellung von Spiegelnherangezogen. Der frühere Bildgusshatte nach 500 v. Chr. in Griechenlandeinen Höhepunkt erreicht, eine rund30 m hohe Statue des SonnengottesHelios im Hafen von Rhodos – um 300v. Chr. aus BronzegussteilenBild 1: Gleitlager (DKI 2488)zusammengesetzt und kurz daraufdurch ein Erdbeben zerstört – galt imAltertum als großes Weltwunder [1].Die ersten Glocken aus Zinnbronzenwurden um etwa 600 n. Chr., dieersten Kanonenrohre aus Bronzezwischen 1345 und 1370 gegossen. DerBronzeguss – insbesondere Kunstguss –erlebte eine Blütezeit in der Renaissance.Heute nehmen die Gusslegierungenaufgrund ihrer technologischen Eigenschaftenunter den <strong>Kupfer</strong>werkstoffeneine bedeutende Stellung ein (Bild 1).1.2 Zustandsschaubild <strong>Kupfer</strong>-ZinnIm Gegensatz zu dem früh realisiertentechnischen Einsatz der <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Legierungen war deren Konstitutionlange Zeit nur in groben Zügen klar, dadiese Legierungen wegen ihres breitenErstarrungsintervalls zu starken Seigerungen(Entmischung) neigen. Diekristallographische Ähnlichkeit derentstehenden Phasen erschwert ihreeindeutige Identifizierung.Bild 2 zeigt das gesamte Zustandsschaubild<strong>Kupfer</strong>-Zinn und Bild 3dzeigt die kupferreiche Seite desZustandsschaubildes <strong>Kupfer</strong>-Zinn fürden Gleichgewichtszustand. In derflüssigen Phase ist eine vollkommeneLöslichkeit vorhanden. Im festenZustand kann das <strong>Kupfer</strong> bis max.15,8% Zinn (bei 520°C) unter Mischkristallbildung(α-Phase) lösen.Obgleich die mit sinkender Temperaturabnehmende Zinnlöslichkeit unter520°C theoretisch eine Ausscheidungsfähigkeitvon <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Legierungenerwarten lässt, hat diese praktischkeine Relevanz, da sich das Gleichgewichtnur nach starker Kaltumformungund bei extrem langen Glühzeiten– infolge der Diffusionsträgheitvon Zinn – einstellen würde. So bleibtfür normale Glühzeiten die Löslichkeitvon Zinn unterhalb von 520°C nahezukonstant.Bei der Erstarrung führt außerdem dasbreite Erstarrungsintervall zu erheblichenKonzentrationsunterschiedender entstehenden Mischkristalle, sosind die zuletzt aus der Restschmelzeausgeschiedenen Mischkristalle vielzinnreicher als die zuerst ausgeschiedenen.Dieser Konzentrationsunterschiedkann allein <strong>über</strong> eine Zinndiffusionausgeglichen werden. DerDiffusionsvorgang läuft jedoch sehrträge, so dass bei den gusstechnischmöglichen Abkühlungsgeschwindigkeitendas Gebiet der α-Phase nochmehr eingeengt wird. Die in Sandgegossenen Zinnbronzen weisen dahernur bis zu Zinngehalten zwischen 4 bis6% in homogenen α-Mischkristallenauf (Bild 3b). Bei Zinnbronzen mithöheren Zinngehalten tritt neben derα-Phase auch das (α+δ)-Eutektoid auf.Bild 3a zeigt das praktische Zustandsschaubild<strong>Kupfer</strong>-Zinn für Kokillenguss.4|Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut


nisieren) <strong>über</strong> Diffusionsvorgängebeseitigen (Bild 3c). Allerdings werdenzinnhaltige <strong>Kupfer</strong>-Gusswerkstoffemeist keiner zusätzlichen Wärmebehandlungunterworfen, da in vielenFällen, wie z. B. für Lagerzwecke, einheterogener Gefügeaufbau erwünschtist. Sollen jedoch an dem WerkstoffKaltumformungen vorgenommen werden,so ist eine entsprechende Glühbehandlungerforderlich. Die <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen zeigen aberauch die Erscheinung einer „umgekehrtenBlockseigerung“ (höhereZinngehalte am Außenrand der Gussblöckeals im Inneren), sie lässt sichnachträglich nicht beseitigen.Bild 2: Zustandsschaubild <strong>Kupfer</strong>-Zinn (DKI 1531 B)Die genannten, durch die Diffusionsträgheithervorgerufenen Gefügezustände(„Kornseigerung“) lassen sichdurch eine Glühbehandlung (Homoge-Zinngehalt in Massen - %Zinngehalte, die in <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungenüblich sind, bewirken dieAusbildung eines heterogenen Gefüges,das entweder aus einer weichenα-Grundmasse mit eingelagertemharten (α+δ)-Eutektoidanteil besteht(Zinngehalt 5 bis 12 %) oder aus einerharten (α+δ)-Matrix mit eingelagerterweicher α-Phase (Zinngehalt 12 bis20 %). Beide Gefüge haben gute Gleiteigenschaften.Mit steigendem Zinngehaltnimmt auch die Korrosionsbeständigkeitzu.1.3 Dreistoffsysteme auf der Basis<strong>Kupfer</strong>-ZinnIn <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen sindweitere Legierungszusätze an Zink,Nickel und Phosphor üblich. Blei wirdzur Verbesserung der Spannbarkeit undGleiteigenschaft zugesetzt.Zinngehalt in Massen - %Bild 3a bis 3d: Zustandsschaubilder <strong>Kupfer</strong>-Zinn in Abhängigkeit von den Abkühlbedingungen und dem Gießverfahren (DKI 1545)<strong>Informationsdruck</strong> i.<strong>25</strong> | 5


1.3.1 <strong>Kupfer</strong>-Zinn-ZinkZusätze von Zink haben für <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen eine großeBedeutung. Viele dieser Legierungenenthalten als drittes LegierungselementZink und machen die Gruppeder <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen(Rotguss) aus.Die üblichen <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungenweisen Zinkgehalte bis zu9 % auf. Die <strong>Kupfer</strong>ecke des Systems<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink wurde ausführlichuntersucht und ist verhältnismäßig gutbekannt.Ein entsprechender Ausschnitt aus demZustandsschaubild <strong>Kupfer</strong>-Zinn ist inBild 4 wiedergegeben. Es tritt zwischenden gleichartig kristallisierenden festenPhasen in weitem Umfang Mischkristallbildungauf. Die Löslichkeit vonZinn und Zink in <strong>Kupfer</strong> ist in Bild 4durch die Grenzfläche des ternärenα-Mischkristalls dargestellt, der einehohe Zinklöslichkeit besitzt. Aufgrundvon Seigerungserscheinungen ist beiGusslegierungen schon bei niedrigenZinngehalten mit einem heterogenenGefüge zu rechnen. Zinkzusätze erhöhenim Gussgefüge den (α+δ)-Anteil.Mit einer homogenisierendenGlühung kann aber der α-Phasenraumerweitert werden.Die meisten <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungenenthalten außerdem nochbis zu 7 % Blei, das im festen Zustandin allen diesen <strong>Kupfer</strong>legierungenunlöslich ist.1.3.2 <strong>Kupfer</strong>-Zinn-BleiDie Gehalte an Blei liegen in den<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen(Guss-Zinn-Bleibronzen) meist weithöher als die von Zinn. Festigkeit undDehnung nehmen durch Bleizusätze<strong>über</strong> 1,5 % geringfügig ab.<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungenenthalten bis zu 26 % Blei, das imfesten Zustand unlöslich ist und imGefüge in Form von feinverteilten Teilchenvorliegt. Die Erstarrungsvorgängewerden durch den Bleigehalt praktischnicht beeinflusst und vollziehen sichwie bei binären <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Legierungen.Einen Ausschnitt aus dem Dreistoffsystem<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei zeigt Bild 5,in das auch genormte <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen eingezeichnetsind. Demnach wird durch den Zinnzusatzdie im System <strong>Kupfer</strong>-Blei vorhandeneMischungslücke unterdrückt,die gebräuchlichen Gusslegierungenliegen alle außerhalb des Bereichesder Mischungslücke. Blei trägt in Gussteilenauch zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeitbei, speziell gegenSchwefelsäure. Bleizusätze verbesserndie Notlaufeigenschaften dieser Legierungsgruppe(Gleitwerkstoffe).1.3.3 <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Nickel<strong>Kupfer</strong>-Zinn- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen enthalten gelegentlichNickel als Legierungsbestandteil.Nickelgehalte bis ca. 2,5 % verbessernbei etwa gleichbleibenden Festigkeitseigenschaftendie Zähigkeit und verminderndie Abhängigkeit der Festigkeitvon der Wanddicke (Wanddickeneinfluss).Außerdem erhöhen sie dieKorrosionsbeständigkeit der Gusslegierungen.Bild 6 gibt den Schnitt durch dasternäre Zustandsschaubild <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Nickel für einen konstantenNickelgehalt von 2% wieder. DurchNickelzusatz werden die Liquidus- undSolidustemperaturen sowie (α+δ)-Anteil des Gefüges erhöht, außerdemdie Grenzen der homogenen festenLösung zu niedrigen Gehalten verschoben.Bild 4: Zustandsschaubild <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink; Schnitt durch die <strong>Kupfer</strong>ecke bei einem VerhältnisZinn zu Zink 1:1 (DKI 1548)Bemerkenswert ist im Bild 6 das Auftreteneiner neuen Phase ϑ, die Nickelund Zinn etwa im Verhältnis 1:1 enthält.Gusslegierungen mit <strong>über</strong> 4 %Nickel besitzen eine Ausscheidungsfähigkeit.Gelegentlich wird hiervonGebrauch gemacht, um die günstigenGießeigenschaften der <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen mit verbesserten6|Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut


mechanischen Eigenschaften zu kombinieren.Technisch sind <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Nickel-Legierungen mit Bleizusatz von Bedeutung(siehe Ausklapp-Tabelle am Endeder Broschüre), da sie infolge der weichenBleieinlagerungen gute Notlaufeigenschaftenbesitzen. Gussteile sindbei der Anlassbehandlung einer erhöhtenRissgefahr ausgesetzt, da siedurch die Ausscheidung erheblicheinnere Verspannungen besitzen.Bild 5: <strong>Kupfer</strong>ecke im ternären Zustandsschaubild Cu-Sn-Pb.Die in den Tabellen 28 bis 30 der DIN EN 1982 genormten <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen undzwei weitere typische Lagerwerkstoffe sind im Schaubild aufgeführt (DKI 4<strong>25</strong>1)Bild 6: Schnitt durch das Zustandsschaubild <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Nickel für 2 % Nickel (DKI 1552)1.3.4 <strong>Kupfer</strong>-Zinn-PhosphorUm eine Desoxidation der <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Schmelze zu erreichen und dieBildung von Zinnoxid zu verhindern,wird Phosphor in kleinen Mengenzugegeben. Dabei entsteht als ReaktionsproduktPhosphorpentoxid, dasentweder verdampft oder verschlackt.Die Dosierung soll dabei den Verbrauchdes Desoxidationsmittels Phosphorberücksichtigen. Ein geringer Restgehaltvon 0,01 % Phosphor sichert eineeinwandfreie Desoxidation.Bild 7 zeigt einen Schnitt durch dasternäre Zustandsschaubild (<strong>Kupfer</strong>ecke),mit steigendem Zinngehalt wirddie Löslichkeit des Phosphors imα-Mischkristall herabgesetzt; bereitsbei 0,1% tritt Phosphor im Gussgefügez. T. als Cu 3 P [3] auf. Die Zugabe vonPhosphor erweitert das Erstarrungsintervallin starkem Maße, die Umwandlungenim festen Zustand bleibengegen<strong>über</strong> den binären <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Legierungen praktisch unverändert.Bild 7 gilt für den Fall des Gleichgewichts,das sich auch bei den phosphorhaltigenLegierungen nur sehrlangsam einstellt.Das Gefüge dieser Legierungen weistdeshalb normalerweise – bei entsprechendhohen Legierungszusätzen –neben α-Mischkristallen δ- und Cu 3 P-Kristalle auf.Geringe Mengen an Phosphor reduzierenden Oxidgehalt der <strong>Kupfer</strong>-Schmelze und erniedrigen dadurch dieViskosität und verbessern das Formfüllungsvermögenund damit die Gießbarkeiterheblich. Phosphorgehalte bisetwa 0,075 % beeinflussen die mechanischenEigenschaften der Gussteilegünstig. Höhere Zusätze haben eineleicht versprödende Wirkung und<strong>Informationsdruck</strong> i.<strong>25</strong> | 7


Eisen vermindert die Gießbarkeit. BeiGehalten unter 0,2% liegt es inLösung, <strong>über</strong> 0,2% liegt es als eineeisenreiche Phase vor, bei <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen sogar als eineFe-Sn-Phase. In <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungenbis 0,3 % Eisen, in <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink(-Blei)-Gusslegierungen bis 2% Eisen beeinflusstes die Festigkeitseigenschaftengünstig, höhere Gehalte wirken versprödend.In DIN EN 1982 ist der Eisengehaltfür <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungenbis auf eine Ausnahme auf0,<strong>25</strong> % begrenzt. Eisenoxide wirken alsKeimbildner.Mangan wirkt störend auf die Gießbarkeit.Die Gehalte sollten in derGrößenordnung von 0,01% bis 0,1%liegen. In <strong>Kupfer</strong>-Blei-Legierungenführt es zur etwa gleichen Steigerungder Härte wie Zinn, jedoch ohneEutektoidbildung. Heute wird es kaumzulegiert, da es gegen<strong>über</strong> Zinn keineVorteile bietet.Bild 7: Schnitt durch das Zustandsschaubild <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Phosphor für 0,2% Phosphor (DKI 1543)können beim Sand-Nass-Guss Formstoffreaktionenhervorrufen. BeiLagerwerkstoffen aus <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen bildet sich ein ternäresPhosphideutektikum, das zurHeterogenisierung des Gefüges beiträgt.1.4 Einfluss von Beimengungenund VerunreinigungenAluminium erhöht den (α+δ)-Anteildes Gefüges, 1% Aluminium wird äquivalentzu 2% Zinn angesehen. Es wirktdesoxidierend, die entstehenden Oxidelassen sich aber nur schwer aus derSchmelze entfernen. Insbesonderewird bei den <strong>Kupfer</strong>-Zinn- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink(-Blei)-Gusslegierungendie Gießbarkeit (Fließvermögen) durchAluminiumzusatz in starkem Maßenegativ beeinträchtigt. Die Festigkeitseigenschaftenwerden schon bei geringenGehalten von Aluminium (


Eigenschaften werden auch schon beigeringen Siliziumzusätzen (max.0,01%) erheblich beeinträchtigt. Dassich in <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungenbildende Bleisilikat lässt sich ausder Schmelze nur schwer entfernen.Silizium erhöht den (α+δ)-Anteil imGefüge und wirkt desoxidierend.Wismut verbessert zwar die Gießbarkeit,doch führen schon Gehalte <strong>über</strong>0,05 % in <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungenzu einem merklichen Abfallder mechanischen Eigenschaften undzu Versprödungen, da es sich interkristallinausscheidet. In <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink(-Blei)-Gusslegierungen bildet Wismut mitBlei ein Eutektikum und ist für diemechanischen Eigenschaften relativungefährlich.Zink (s. 1.3.2) kann in <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen in gewissenMengen als Austausch gegen Zinn herangezogenwerden, 1% Zink wird alsäquivalent zu 0,5 % Zinn angesehen.In bleireichen Legierungen behindernzu hohe Zinkgehalte die Bleiverteilung.1.5 <strong>Kupfer</strong>-Zinn-, <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungenin der DIN EN 1982Die Zusammensetzung der inDIN EN 1982 genormten zinnhaltigen<strong>Kupfer</strong>-Gusslegierungen ist in der Ausklapp-Tabelleangegeben.In DIN EN 1982 sind mit CuSn10-C(CC480K) und CuSn12-C (CC483K) zweibinäre <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungengenormt. Diese Norm enthält außerdemvon der erstgenannten Gusslegierungmit CuSn12Ni2-C (CC484K) einenickelhaltige und mit CuSn12Pb2-C(CC482K) eine bleihaltige Legierungsvariante.Bei den <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungenwird in DIN EN 1982 demchemischen Symbol CuSn die Zahl desmittleren Zinngehaltes sowie dieSymbole der Zusatzelemente – z. B. Nioder Pb und deren Gehalte nachgestellt.Das sich daran anschließende Csteht für Gussprodukte. Die jeweiligenGießverfahren (GS = Sandguss, GC =Strangguss, GM = Kokillenguss, GZ =Schleuderguss) werden im Anschlussan das C mit einem Bindestrich nachgestellt.So enthält z. B. CuSn12Ni2-Cetwa 12% Zinn, 2% Nickel und dementsprechendetwa 86 % <strong>Kupfer</strong>. DieGehalte an Phosphor werden in Kurzzeichennicht berücksichtigt.Die DIN EN 1982 enthält ferner die<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen.Auch bei diesen Legierungen folgendem Symbol CuSn die Zahl des mittlerenZinngehaltes und außerdem diechemischen Symbole und Gehalte derZusatzelemente.Hier ist z. B. die RotgusslegierungCuSn5Zn5Pb5-C (CC491K) enthalten, siehat einen Zinngehalt von ca. 5 %,einen Zinkgehalt von ca. 5 % und einenBleigehalt von ca. 5 %, Rest <strong>Kupfer</strong>.Für Anwendungen im Trinkwasserbereichwerden Rotgusslegierungen mitreduziertem Blei- und Nickelanteileingesetzt (DIN 50930, T6).1.6 Gegen<strong>über</strong>stellung derWerkstoffbezeichnungen inverschiedenen LändernDie Toleranzbereiche der Zusammensetzungder in anderen Länderngenormten Legierungen sind nicht inallen Fällen gleich mit den Festlegungennach DIN EN. Es handelt sich hierbeium ähnliche aber nicht gleicheLegierungen. Daher werden in Tab. 1die in DIN EN 1982 genormten <strong>Kupfer</strong>-Zinn-, <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungenden in etwa vergleichbaren Werkstoffbezeichnungenin den USA und inJapan gegen<strong>über</strong>gestellt.Tabelle 1: Gegen<strong>über</strong>stellung der in DIN EN 1982 genormten <strong>Kupfer</strong>-Zinn- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen mit vergleichbaren Werkstoffbezeichnungen in den USA und in JapanDIN EN-Kurzzeichen DIN EN-Nummer UNS (USA) JIS (Japan)<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen (Bronzen)CuSn12-C CC483K C90800 PBC3CCuSn12Ni2-C CC484K C91600/C91700 -CuSn11Pb2-C CC482K C9<strong>25</strong>00 -CuSn10-C CC480K 90700 PBC2C<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen (Rotguss)CuSn7Zn4Pb7-C CC493K C93200 -CuSn7Zn2Pb3-C CC492K - -CuSn5Zn5Pb5-C CC491K C83600 BC6CCuSn3Zn8Pb5-C CC490K - -<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen (Bleibronzen)CuSn10Pb10-C CC495K C93700 LBC 3CuSn7Pb15-C CC496K C93900 LBC 4CuSn5Pb20-C CC497K C94100 -<strong>Informationsdruck</strong> i.<strong>25</strong> | 9


2. Eigenschaften von <strong>Kupfer</strong>-Zinn- und<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-GusslegierungenDie Eigenschaften der zinnhaltigen<strong>Kupfer</strong>-Gusslegierungen werdenprimär vom Zinngehalt und erst inzweiter Linie vom Zusatz weitererLegierungselemente bestimmt. DurchVariation der Zusätze können dieseLegierungen diversen BearbeitungsundAnwendungsmöglichkeiten angepasstwerden, dadurch ergeben sichviele Möglichkeiten für den industriellenEinsatz. Diese Legierungen besitzeneine gute Korrosionsbeständigkeit, dieim Allgemeinen mit steigendem Zinngehalt(max. bis 20 %) zunimmt.2.1 Physikalische EigenschaftenIn der Ausklapp-Tabelle sind einigewichtige physikalische Eigenschaftender genormten zinnhaltigen <strong>Kupfer</strong>-Gusslegierungen zusammengestellt.Die lachsrote Farbe des <strong>Kupfer</strong>s ändertsich mit steigendem Zinngehalt <strong>über</strong>Braunrot und Gelbrot bis zu rötlichgelben,gelben und grünlich-gelbenTönen. Legierungen mit ca. 20% Zinnim Bereich der ε-Phase sind silberweißund haben im polierten Zustand einhohes Reflexionsvermögen. HöhereNickelzusätze verleihen silberweißeTöne.Die Dichte der binären <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen wird durch den Zinnzusatznur wenig beeinflusst, das giltauch für Zinkzusätze. Durch Bleigehaltewird die Dichte entsprechenddem spezifischen Gewicht des Bleiserhöht.Die Dämpfung nimmt mit zunehmendemAnteil der δ-Phase ab. So habenLegierungen z. B. mit 20 % Zinn, diesog. Glockenbronzen, nur eine geringeDämpfung. Mit zunehmenden Bleigehaltensteigt die Dämpfung, dies wirktsich bei bleihaltigen Lagerwerkstoffengünstig aus.2.1.1 Elektrische EigenschaftenDie Abhängigkeit der elektrischenLeitfähigkeit vom Zinngehalt ist inBild 8 angegeben.Demnach setzen steigende Zinngehalte(bis zu ca. 32%) die elektrische Leitfähigkeitder binären <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen soweit herab, dass siebei einem Zinnzusatz von 5 % beica. 10 MS/m liegt. Phosphorgehaltebewirken eine weitere Verminderungder elektrischen Leitfähigkeit, wie sieBild 8: Elektrische Leitfähigkeit der <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen bei Raumtemperatur inAbhängigkeit vom Zinngehalt (DKI 4514)Bild 9: Elektrische Leitfähigkeit binärer<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Legierungen mit verschiedenenPhosphorgehalten bei 20 und 200°C inAbhängigkeit vom Zinngehalt (DKI <strong>25</strong>48)CuSn5Zn5Pb5-CCuSn12-CBild 10: Einfluss des Phosphorgehaltes auf dieelektrische Leitfähikgkeit von CuSn12-C undCuSn5Zn5Pb5-C (DKI <strong>25</strong>49)Bild 9 zeigt. Die Kurven für <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Legierungen mit 0,05 % und0,40 % Phosphor verdeutlichen, wiestark Phosphor die Leitfähigkeit beeinträchtigt.Aus dem gleichen Bild istauch der geringe Einfluss der Temperaturersichtlich, danach ist die elektrischeLeitfähigkeit bei 200°C etwasniedriger als bei 20°C.Den vermindernden Einfluss des Phosphorsauf die elektrische Leitfähigkeitzeigt an den Legierungen CuSn12-C undCuSn5Zn5Pb5-C auch Bild 10. Weitereim Mischkristall lösliche Zusätze, wiez. B. Zink oder Nickel, setzen die elektrischeLeitfähigkeit ebenfalls herab.2.1.2 Thermische EigenschaftenDie Wärmeleitfähigkeit der binären<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen nimmtmit dem steigenden Zinngehalt ab, sieist in Abhängigkeit vom Zinngehalt für20 und 200°C in Bild 11 dargestellt.Während bei reinem <strong>Kupfer</strong> dieWärmeleitfähigkeit nahezu von derTemperatur unabhängig ist, zeigtBild 11, dass die Wärmeleitfähigkeitvon <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen– wie auch von anderen Legierungen –mit zunehmenden Temperaturenansteigt. Diese Tatsache wird inBild 12 am Beispiel der LegierungCuSn5Zn5Pb5-C wiedergegeben.Der Längenausdehnungskoeffizientsteigt mit zunehmendem Zinngehaltleicht an (s. Ausklapp-Tabelle).Bild 11: Wärmeleitfähigkeit von binären<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Legierungen bei 20 und 200°Cin Abhängigkeit vom Zinngehalt (DKI <strong>25</strong>83)10 | Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut


Bild 12: Wärmeleitfähigkeit von CuSn5Zn5Pb5-Cin Abhängigkeit von der Temperatur (DKI 3435)Die Schmelzwärme aller genormtenzinnhaltigen <strong>Kupfer</strong>-Gusslegierungenliegt bei etwa 284 J/g, die spezifischeWärmekapazität für diese Legierungenbeträgt 0,377 J/(g*K).2.1.3 Magnetische EigenschaftenBei diesen Legierungen werden diemagnetischen Eigenschaften vor allemvom Eisengehalt bestimmt. Eisenfreie<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen sindschwach diamagnetisch und habeneine Suszeptibilität ( χ ) von ca. -0,1*10 -6bei einer magnetischen Feldstärke (H)von 80 A/cm. Zinnzusätze fördern inbinären <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungenden Diamagnetismus. Mit dem Auftretender γ-Phase wird ein stärkererDiamagnetismus ( χ =-0,4*10 -6 )beobachtet. Geringe Mengen an Eisenführen bereits zu einem schwachenParamagnetismus. Bei Eisengehaltenab etwa 0,1% kann sich das Eisensogar in freier Form ausscheiden undder Werkstoff wird ferromagnetisch.Ein solcher „Ferromagnetismus“ kanndann durch Homogenisierungsglühungenoder unterschiedlicheAbkühlungsgeschwindigkeiten nichtmehr herabgesetzt werden.Bei <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen mitweiteren Legierungselementen, die mitEisen Verbindungen eingehen, wiez. B. Phosphor oder Zink, scheidet dasabgebundene Eisen als ferromagnetischerAnteil aus.2.2 Mechanische EigenschaftenDie mechanischen Eigenschaften sindvon Gießverfahren und den damitverbundenen Erstarrungsgeschwindigkeitenabhängig. Das ist darauf zurückzuführen,dass diese Legierungenwährend der Erstarrung infolge derunterschiedlichen Abkühlungsgeschwindigkeitenverstärkt dazu neigen,in metastabile Zustände <strong>über</strong>zugehenund diese dann auch beizubehalten.2.2.1 Mechanische Eigenschaftenbei RaumtemperaturIn der Ausklapp-Tabelle sind die vomFertigungsverfahren abhängigen mechanischenEigenschaften vergleichendfür Sand-, Schleuder- und Kokillengussdargestellt. Die Abkühlungsgeschwindigkeitist der maßgeblicheFaktor für den Gefügeanteil des (α+δ)-Eutektoids und damit für Zugfestigkeit,0,2%-Dehngrenze, Härte und Bruchdehnung(s. Bilder 3a-d). So ist z. B.eine sandgegossene Legierung ausCuSn12-C in ihren physikalischenEigenschaften einer in Kokillen-, inStrang- oder in Schleuderguss hergestelltenLegierung aus CuSn10-C vergleichbar.Optimale Festigkeitseigenschaftenhaben in Kokillen gegossene<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Legierungen mit Zinngehaltenvon 9 bis 13 %, diese sind inBild 13 in Abhängigkeit vom Zinngehaltaufgetragen.Danach nimmt die Zugfestigkeit mitsteigendem Zinngehalt nur bis zu ca.10 % Zinn zu, obgleich die Härte einenkontinuierlichen Anstieg <strong>über</strong> dengesamten Bereich aufweist, diesesbasiert auf der verhinderten Formänderung.Die 0,2%-Dehngrenze hat ihrMaximum bei ca. 20 % Zinn. DieBruchdehnung steigt zunächst mitdem Zinngehalt leicht an, nimmt abermit dem weitersteigenden Zinngehaltund dem Auftreten des δ-Bestandteilsimmer stärker ab. In Bild 14 ist nebendem Einfluss von Zinn auch der vonZink auf die Zugfestigkeit von bleifreien<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungendargestellt.Daraus ist ersichtlich, dass die Zugfestigkeitim Bereich der α-Mischkristalledurch den Zinkzusatz zunimmt (bismax. 5 % Zinn). Durch höhere Zinkgehaltewerden die Werte der Zugfestigkeitfür einen konstanten Zinngehaltvon <strong>über</strong> 6 % vermindert. MaximaleZugfestigkeiten werden dann beiAbwesenheit von Zink mit ca. 10 %Zinn erreicht (s. o.).Bild 13: Zugfestigkeit, 0,2% Dehngrenze, Bruchdehnung und Härtevon <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen (Kokillenguss) (DKI <strong>25</strong>37)<strong>Informationsdruck</strong> i.<strong>25</strong> | 11


Bild 16: Zugfestigkeit von <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen in Abhängigkeit von BleiundZinngehalt (DKI 4518)Bild 14: Zugfestigkeit von ternären, in Kokillen gegossenen <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen inAbhängigkeit von Zinn- und Zinkgehalt (DKI 4<strong>25</strong>2)Zusätze von Nickel haben einen günstigenEinfluss auf die mechanischenEigenschaften von <strong>Kupfer</strong>-Zinn- und<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Legierungen.Bild 15: Einfluss von Nickel auf die Festigkeitseigenschaftenvon CuSn7Zn4Pb7-C (DKI 4517)Bild 15 zeigt dies am Beispiel derLegierung CuSn7Zn4Pb7-C (CC493K). Diemaximalen Festigkeitswerte liegenfür die Zugfestigkeit bei ca. 3,9 %Nickel und für die Bruchdehnung beica. 3,2% Nickel, danach nehmen dieseWerte mit steigendem Nickelgehaltwieder ab (bei Bruchdehnung stärker).Die DIN EN 1982 begrenzt jedoch denNickelgehalt bei 2,0 %.Der Einfluss von Nickel ist in der Ausklapp-Tabelledurch den Vergleich derFestigkeitswerte von CuSn12-C undCuSn12Ni2-C zu erkennen. Nickelerhöht außerdem die Verschleißfestigkeitund die Druckdichtigkeit der Gussstücke.CuSn12Ni2-C ist als nickelhaltigeund bleifreie Variante der LegierungCuSn12-C für die Fertigung von Schneckenrädernentwickelt worden. Bleifreiheitund Nickelgehalt setzen dieGefahr der „Pitting“-Bildung (punktförmigerKorrosionsangriff) wesentlichherab.Der Einfluss des Bleis, das in derGrundmasse unlöslich ist, ist aus demBild 16 zu entnehmen, in dem dieZugfestigkeit der <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen in Abhängigkeit vomBlei- und Zinngehalt dargestellt wird.Durch Bleizusätze werden Festigkeitund Bruchdehnung vermindert. DemBlei kommt bekanntlich allgemein dieAufgabe zu, die Spanbarkeit und beiAnwendung dieser Legierungen alsLagerwerkstoffe die Gleiteigenschaften,insbesondere die Notlaufeigenschaften,zu verbessern.Auch die Wanddicke beeinflusst dieFestigkeitswerte der Gussstücke. Bild 17zeigt dies am Beispiel der LegierungCuSn5Zn5Pb5-C, mit steigender Wanddickenehmen die Zugfestigkeit, 0,2%-Dehngrenze und die BruchdehnungBild 17: Mechanische Eigenschaften vonCuSn5Zn5Pb5-C in Abhängigkeit von derWanddicke (DKI 4519)ab. Hinsichtlich des Wanddickeneinflussesverhalten sich die <strong>Kupfer</strong>-Zinnunddie <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungenähnlich. Einige wichtige technologischeEigenschaften der genormtenzinnhaltigen <strong>Kupfer</strong>-Gusslegierungensind in der Ausklapp-Tabellezusammengestellt.Das Elastizitätsmodul schwankt jenach Herstellungsverfahren sowiedurch Unterschiede in der Dichte undim Gefüge, daher können die Angabenin der Ausklapp-Tabelle nur als Richtwertegelten.12 | Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut


in J/cm 2Bild 20: Kerbschlagzähigkeit binärer <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen (Kokillenguss) – Versuchean Izod-Proben – in Abhängigkeit vomZinngehalt (DKI <strong>25</strong>43)Bild 18: Pumpenlaufrad aus CuSn12-C (DKI 6329 F)Mit Auftreten der δ-Phase erreicht derE-Modul einen Höchstwert und fälltdann wieder ab.Die Dauerschwingfestigkeit wird meistals Wechselfestigkeit (bei Beanspruchungauf Biegung „Biegewechselfestigkeit“)gemessen. Dass auch die Biegewechselfestigkeit(s. Ausklapp-Tabelle) vom Gießverfahren erheblichbeeinflusst wird, zeigt Bild 19 am Beispielder Legierung CuSn7Zn4Pb7-C,bedingt durch die hohe Abkühlungsgeschwindigkeithat der Stranggusshöhere Werte als Sand- oder Kokillenguss.In der Ausklapp-Tabelle sind ebenfallsWerte für Scherfestigkeiten enthalten,die für <strong>Kupfer</strong>-Zinn- und<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen beica. (0,75 bis 0,8)*R m und für <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen bei ca. (0,6bis 0,75)*R m liegen.Bei Bronzen handelt es sich um Metallemit kubisch-flächenzentriertem Gitter.Die Prüfung der Kerbschlagzähigkeitist daher <strong>über</strong> die Temperatur für dieseWerkstoffgruppe ohne Relevanz.Dagegen können Legierungen mit niedrigen<strong>Kupfer</strong>gehalten und insbesondereLegierungen mit Bleizusatz aufKerbschlagzähigkeit geprüft werden.Die erhaltenen Kennwerte könnendann einer relativen Bewertung unddamit der Überwachung der Gleichmäßigkeitder Fertigung dienen, dieGröße der Kerbschlagzähigkeit erlaubtjedoch keine Rückschlüsse auf dasBauteilverhalten. Einige Werte sind inTab. 2 enthalten.Die Prüfung auf Kerbschlagzähigkeitist bei den verschiedenen Werkstoffengrundsätzlich in folgende Kategorieneingeteilt: (Bild 21)– Werkstoffe der Kategorie 1 (Kurve 1):Werkstoffe mit hoher, wenig temperaturabhängigerZähigkeit t kaltzäheWerkstoffe, z. B. reine kfz-Metalleund homogene CuSn-Legierungen.– Werkstoffe der Kategorie 2 (Kurve 2):Werkstoffe mit einem Übergangvom zähen zum spröden Bruchverhalten,z. B. Baustähle, unlegierteund legierte Stähle mit ferritischperlitischerGefügeausbildung sowieMetalle mit krz- und hex-Gitterstruktur.– Werkstoffe der Kategorie 3 (Kurve 3):Werkstoffe mit niedriger, wenigtemperaturabhängiger Zähigkeit,d. h. Werkstoffe bei denen zumBruch unter zügiger Beanspruchungnur geringe Verformungsarbeit notwendigist, z. B. Gusseisen mitLamellengraphit, hochfeste Stähle,martensitisch gehärtete Werkstoffzustände,krz-ß-Messing.Bild 19: Biegewechselfestigkeit von Stäben aus CuSn7Zn4Pb7-C bei verschiedenen Gießverfahren(DKI <strong>25</strong>47)Bild 21: Temperaturabhängigkeit verschiedenerWerkstoffkategorien (schematisch) (DKI 6059)<strong>Informationsdruck</strong> i.<strong>25</strong> | 13


Außerdem zeigt Bild 20 den Einflussdes Zinngehaltes auf die Kerbschlagzähigkeitvon <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen,die in Abhängigkeit vom Zinngehaltsehr stark variieren. Mit zunehmendemZinngehalt steigen die Kennwertezunächst an (Maximum bei5 % Zinn) und nehmen dann stark ab.Die Kerbschlagzähigkeit wird auch vonAbkühlungsbedingungen beeinflusst.Eine langsame Abkühlung kann dasGefüge soweit homogenisieren, dassdie Werte der Kerbschlagzähigkeitdrei- bis viermal so groß sein könnenwie die von Kokillenguss.Die Spanbarkeit (s. 3.4) wird bei diesenLegierungen vom Bleigehalt entscheidendbeeinflusst. So lassen sichbinäre <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungenzwar besser als homogene <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Knetlegierungen zerspanen, dochsteigt mit zunehmendem Zinngehaltder Werkzeugverschleiß, dadurch wirddie Schnittgeschwindigkeit herabgesetzt– auch bei heterogenen Legierungen.Die <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungensind heterogen und haben,soweit sie Blei enthalten, gute Zerspanungseigenschaften.Ähnlich gutebzw. noch bessere Zerspanungseigenschaftenhaben die <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen.2.2.2 Festigkeitswerte bei tiefenTemperaturenBei tiefen Temperaturen besitzen diezinnhaltigen <strong>Kupfer</strong>-Gusslegierungen,wie auch andere <strong>Kupfer</strong>werkstoffe,ausgezeichnete mechanische Eigenschaften,die für einige Legierungen inTab. 2 zusammengestellt sind. DieseLegierungen zeigen im Tieftemperaturbereichkeinerlei Versprödung. DieZugfestigkeit und 0,2%-Dehngrenzesteigen mit abnehmender Temperaturleicht an, Bruchdehnung und Wertefür Kerbschlagzähigkeit bleiben fastunverändert. Deshalb sind dieseLegierungen für Anwendungen in derKryotechnik sehr gut geeignet.Tabelle 2: Mechanische Eigenschaften°) zinnhaltiger <strong>Kupfer</strong>-Gusswerkstoffe bei tiefen TemperaturenKennzeichen Nummer Zugfestigkeit 0,2 % Dehngrenze Bruchdehnung Kerbschlagzähigkeitnach DIN EN 1982 nach R m R p0,2 A a KDIN EN (MPa) (MPa) % J/cm 21982T E M P E R A T U R i n ° C-196 -100 -70 -40 20 -196 -100 -70 -40 20 -196 -100 -70 -40 20 -196 -100 -70 -40<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen (Bronzen)CuSn12-CCuSn12Ni2-CCuSn11Pb2-CCuSn10-CCC483KCC484KCC482KCC480K--338420--297378--273364--271356--<strong>25</strong>8309--<strong>25</strong>8239--214193--194163--186159--129135--1031--1642--1348--1645--1945--1751--1648--1845--1845<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen (Rotguss)CuSn7Zn4Pb7-CCuSn7Zn2Pb3-CCuSn5Zn5Pb5-CCuSn3Zn8Pb5-CCC493KCC492KCC491KCC490K324-340-326-293-317-285-304-271-278-249-261-219-186-158-177-144-145-1<strong>25</strong>-136-112-<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen (Bleibronzen)CuSn10Pb10-CCuSn7Pb15-CCuSn5Pb20-CCC495KCC496KCC497K------313 287 270- - -- - -------159 141 130- - -- - -13-23----30-29----33-33-31--32-33-29--34-30-30--24-27----24-28----27-22----31-<strong>25</strong>----20--175026-24----°) Werkstoffeigenschaften im Probestab (Mittelwerte)Bild 22: Festigkeitswerte von C 90700 (ähnlichwie CuSn10-C) in Abhängigkeit von der Temperatur(DKI 2454)Bild 23: Festigkeitswerte von C83600 (ähnlichwie CuSn5Zn5Pb5-C) in Abhängigkeit von derTemperatur (DKI 2455)Bild 24: Festigkeitswerte von CuSn10Pb10-C inAbhängigkeit von der Temperatur (DKI 2456)14 | Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut


2.2.3 Festigkeitswerte bei hohenTemperaturenBei zinnhaltigen <strong>Kupfer</strong>-Gusslegierungenfallen die Festigkeitswerte mitansteigender Temperatur ab. <strong>Kupfer</strong>-Zinn- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungenmit oder ohne Bleizusatzsind bis zu einer Temperatur von etwa200°C beanspruchbar.Bilder 22 bis 24 zeigen die mechanischenEigenschaften von CuSn12-C,CuSn5ZnPb5-C und CuSn10Pb10-C, hiernachnehmen die Zugfestigkeit, die0,2%-Dehngrenze und die Bruchdehnungbei höheren Temperaturen ab.Aus Bild <strong>25</strong> sind Kennwerte für dieKerbschlagzähigkeit von <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen in Abhängigkeit vonZinngehalt und Temperatur ersichtlich.Bei geringen Zinnzusätzen nimmt dieKerbschlagzähigkeit mit steigenderBild <strong>25</strong>: Kerbschlagzähigkeit von <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen in Abhängigkeit vomZinngehalt und Temperatur (Linien gleicherKerbschlagzähigkeit in J/cm 2 , Versuche an Izod-Proben) (DKI <strong>25</strong>44)Temperatur ab, bei z. B. 15 % Zinngehaltdagegen nehmen die Wertezunächst mit der Temperatur zu unddann wieder ab.Zur Beurteilung der Langzeitbeanspruchungbei erhöhten Temperaturenkönnen Kurzzeitwerte nicht herangezogenwerden, da unter dem Einflussvon Spannung und Temperatur einKriechen des Werkstoffes auftritt. Fürdieses Verhalten sind die im Langzeitversuchermittelten Zeitstandwertemaßgeblich.Bild 26 zeigt die Zeitstandfestigkeitfür unterschiedliche Temperaturen vonCuSn5Zn5Pb5-C. Bild 27 gibt für dengleichen Gusswerkstoff die zulässigenBeanspruchungen für eine bleibendeDehnung von 0,01% in 1000 h (Zeitdehngrenze)in Abhängigkeit von derTemperatur wieder.Bild 26: Zeitstandfestigkeit von CuSn5Zn5Pb5-C(DKI <strong>25</strong>41)Bild 27: 0,01%-Zeitdehngrenze von CuSn5Zn5Pb5-C(Sandguss) (DKI <strong>25</strong>42)2.3 GleiteigenschaftenDie heterogen aufgebauten <strong>Kupfer</strong>-Zinn-, <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen zeichnensich durch vorzügliche Gleiteigenschaftenaus und haben sich für dieHerstellung von Gleitlagern, Gleitleisten,Gleitklötzen, Zahnrädern undSchneckenradkränzen gut bewährt. Inder Praxis ist die auftretende Gleitbeanspruchungfür den jeweiligen Einsatzentscheidend. Für die Größe undArt einer zulässigen Beanspruchungsind die Gleiteigenschaften ausschlaggebend,die in erster Linie von derGefügeausbildung und damit von derchemischen Zusammensetzung einesWerkstoffes abhängig sind. Die Eigenschaftenvieler Gleitwerkstoffe hängenjedoch nicht nur von der Zusammensetzung,sondern auch entscheidendvom Gießverfahren ab. So werden z. B.durch das Schleuder- oder Stranggießverfahrendie Festigkeits-, Gleit- undVerschleißeigenschaften (s. 2.2) grundlegendverbessert. Durch Verbundguss– meist auf festen Stahlstützschalen –wird die Dauerschwingfestigkeit desGleitlagers soweit erhöht, dass Verbundgusslagerschalensehr hohe Kräfteaufnehmen können.Die <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen,die mit steigendem Bleigehalt demIdealtyp eines aus einem harten Gerüstund weichen Bestandteilen bestehendenGefüges nahe kommen, habengute Gleit- und sehr gute Notlaufeigenschaftenund sind auch für zeitweiligenSchmierstoffmangel und fürWasserschmierung geeignet. Als Massivgusssind diese Legierungen gegenKantenpressungen recht unempfindlich.Die ausschließlich als Verbundgussauf Stahlstützschalen üblicheLegierung CuSn5Pb20-C aus dieserGruppe wird im Motorenbau eingesetzt.Bei den übrigen <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen handelt es sichum gute Gleitwerkstoffe, die u. a. imVerbundguss hergestellt werden können.Innerhalb dieser Legierungsgruppekann CuSn10Pb10-C die größtenLasten aufnehmen.Die <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungenweisen einen aus weicher Grundmassemit harten Gefügeeinlagerungenbestehenden Gefügeaufbau auf undhaben gute Gleiteigenschaften. Ausdieser Gruppe besitzt die LegierungCuSn7Zn4Pb7-C durch die Herstellungin Schleuder- und Strangguss verbesserteEigenschaften und hat sich imMaschinenbau als ein gängiger Gleitwerkstoffbestens bewährt. Da er fürviele Anwendungen den <strong>Kupfer</strong>-Zinn-<strong>Informationsdruck</strong> i.<strong>25</strong> | 15


Gusslegierungen gleichwertig odersogar <strong>über</strong>legen (gute Notlaufeigenschaften)und dazu kostengünstig ist,konnte er die Anwendung der <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen zurückdrängen.Der Gefügeaufbau der <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen ist gleich mit denender <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen.Diese Legierungen werden sowohlfür Gleitlager als auch zur Herstellungvon Schneckenradkränzen eingesetzt.Werden diese Legierungen ausschließlichfür Gleitzwecke eingesetzt, so verbesserndie zulegierten Bleigehalte dieNotlaufeigenschaften und das Verhaltenbei Mischreibungsverhältnissen,dagegen sollten die Schneckenradkränzezur Vermeidung der Pitting-Bildung möglichst kein Blei, aber stattdessen Nickel enthalten. Daher enthältDIN EN 1982 beide Varianten der LegierungCuSn12-C. CuSn10-C ist ein Konstruktionswerkstoffund wird heute fürGleitzwecke kaum eingesetzt.2.4 KorrosionsbeständigkeitDie zinnhaltigen <strong>Kupfer</strong>-Gusswerkstoffezählen zu den korrosionsbeständigsten<strong>Kupfer</strong>werkstoffen und zeichnensich durch hervorragende Widerstandsfähigkeitgegen atmosphärischeEinflüsse aus, da sie sich mit einer festhaftenden, dichten Schutzschicht<strong>über</strong>ziehen. Die Beständigkeit gegenverschiedene Atmosphären nimmt mitsteigendem Zinngehalt zu und erreichtein Maximum bei etwa 40 % Zinn, derLegierung mit der intermetallischenVerbindung Cu 3 Sn. Diese Legierung miteiner weißen Farbe hat ein hohesReflexionsvermögen.Gut bewährt haben sich <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen gegen<strong>über</strong> kohlensäure-und salzhaltigen Grubenwässernund werden deshalb vielfach imBergbau verwendet. Auch Gehalte anSchwefeldioxid (SO 2 ) und Kohlendioxid(CO 2 ) können das gute Korrosionsverhaltenpraktisch nicht beeinträchtigen.Sie sind ferner beständig gegen Sulfidlaugen,die als Abfallprodukte in derPapierindustrie und der Zuckerfabrikationauftreten. Bleigehalte von 14 bis19 % haben eine günstige Wirkung aufdie Widerstandsfähigkeit gegen Sulfidlaugenin der Zelluloseindustrie.Bemerkenswert ist die Widerstandsfähigkeitdieser Legierungen gegenBodenkorrosion. Sie werden von denüblichen Baustoffen nicht angegriffen.Von besonderer Bedeutung ist dieBeständigkeit dieser Werkstoffe gegen<strong>über</strong>Meerwasser, dadurch werden fürdiese Legierungen diverse Anwendungsgebiete,z. B. im Schiffbau, eröffnet.Bleigehalte von etwa 6 bis 10 %erhöhen die Beständigkeit gegenschwache Säuren, z. B. Essig- undPhosphorsäure.Mehr oder weniger stark angegriffenwerden sie dagegen von Salz-, Schwefel-und Salpetersäure sowie vonkonzentrierten alkalischen Lösungen.Hohe Bleigehalte erhöhen die Beständigkeitgegen Schwefelsäure. Einigezinnhaltige <strong>Kupfer</strong>-Gusslegierungensind durch hohe Verschleißfestigkeitgekennzeichnet, hierzu gehören alle<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen. Außerdemhaben die <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen mit Bleigehalten biszu 10 % noch gute Verschleißfestigkeit.Die hohe Kavitationserosionsbeständigkeit(Bild 28) der <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen wird durch größereGehalte an Blei beeinträchtigt, denndas ungelöste Blei setzt den bei derKavitation auftretenden Schlagbeanspruchungenin Mikrobereichen nureinen sehr geringen Widerstand entgegen.So kann durch KavitationserosionBlei ausgewaschen werden.Tabelle 3 enthält einige vergleichendeAngaben <strong>über</strong> das Verhalten von zinnhaltigen<strong>Kupfer</strong>-Gusswerkstoffengegen<strong>über</strong> verschiedenen Agenzien.Bild 28: Diverse Pumpenlaufräder mit guter Kavitationserosionbeständigkeit (DKI 6479)16 | Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut


Tabelle 3: Korrosionsverhalten der Zinnbronzen gegen<strong>über</strong> verschiedenen AgenzienMediumGusslegierungen ausCu-Sn Cu-Sn-Zn Cu-Sn-PbAceton 1 1 1Acetylen 2 ) 3 3 3Alkohol 1 ) 1 1 1Aluminiumchlorid 3 3 3Aluminiumsulfat 2 2 2Ameisensäure 1 1 1Ammoniak, trocken 1 1 1Ammoniak, feucht 3 3 3Ammoniumchlorid 3 3 3Ammoniumhydroxid 3 3 3Ammoniumnitrat 3 3 3Ammoniumsulfat 2 2 2Anilin 3 3 3Asphalt 1 1 1Äther 1 1 1Äthylenglykol 1 1 1Bariumchlorid 1 1 1Bariumsulfid 3 3 3Baumwollsamenöl 1 ) 1 1 1Benzin 1 1 1Benzol 1 1 1Bier 1 ) 1 2 2Borsäure 1 1 1Butan 1 1 1Calciumbisulfit 1 2 2Calciumchlorid (sauer) 2 2 2Calciumchlorid (basisch) 3 3 3Calciumhydroxid 3 3 3Calciumhypochlorit 3 2 2Chlor, trocken 1 1 1Chlor, feucht 3 2 2Chromsäure 3 3 3Eisen(III)-chlorid 3 3 3Eisen(III)-sulfat 3 3 3Eisen(II)-chlorid 3 3 3Eisen(II)-sulfat 3 3 3Erdgas 1 1 1Essig 1 ) 1 2 2Essigsäure (20-50%) 1 ) 3 3 3Essigsäureester 1 2 2Firnis 1 1 1Fluorkieselsäure 2 2 2Flusssäure 2 2 2Formaldehyd 1 1 1Freon 1 1 1Furfurol 1 1 1Gelatine 1 ) 1 1 1Gerbsäure 1 1 1Getränke mit Kohlensäure 1 ) 3 3 3Glukose 1 1 1Glycerin 1 1 1Heizöl 1 1 1Kaliumchlorid 1 1 1Kaliumcyanid 3 3 3Kaliumhydroxid 3 3 3Kaliumsulfat 1 1 1Kohlendioxid, trocken 1 1 1Kohlendioxid, feucht 1 ) 2 2 2Kreosot 2 2 2<strong>Kupfer</strong>sulfat 1 1 1Lack 1 1 1Lackverdünnung 1 1 1Leim 1 1 1Leinöl 1 1 1MediumGusslegierungen ausCu-Sn Cu-Sn-Zn Cu-Sn-PbMagnesiumchlorid 1 1 1Magnesiumhydroxid 2 2 2Magnesiumsulfat 1 2 1Melasse 1 ) 1 1 1Milch 1 ) 1 1 1Milchsäure 1 2 1Natriumbikarbonat 1 1 1Natriumbisulfat 3 3 3Natriumchlorid 1 1 1Natriumcyanid 3 3 3Natriumhydroxid 3 3 3Natriumhypochlorid 3 3 3Natriumkarbonat 1 1 1Natriumnitrat 2 2 2Natriumperoxid 2 2 2Natriumphosphat 1 1 1Natriumsilikat 1 2 2Natriumsulfat 1 2 2Natriumsulfid 3 3 3Natriumthiosulfat 3 3 3Nickelchlorid 1 1 1Nickelsulfat 1 1 1Ölsäure 1 2 2Oxalsäure 1 2 2Phosphorsäure 1 1 1Pikrinsäure 3 3 3Propan 1 1 1Quecksilber 3 3 3Quecksilbersalze 3 3 3Rohrzuckersirup 1 ) 1 1 1Salpetersäure 3 3 3Salzsäure 3 3 3Schwefel, fest 3 3 3Schwefelchlorid 3 3 3Schwefeldioxid, trocken 1 1 1Schwefeldioxid, feucht 1 2 2Schwefeltrioxid, trocken 1 1 1Schwefelsäure (unter 78%) 2 2 2Schwefelsäure (<strong>über</strong> 78%) 3 3 3Seewasser 1 1 1Seifenlösung 1 1 1Stearinsäure 1 1 1Terpentin 1 1 1Tetrachlorkohlenstoff, trocken 1 1 1Tetrachlorkohlenstoff, feucht 2 2 2Toluol 2 1 1Trichloräthylen, trocken 1 1 1Trichloräthylen, feucht 1 1 1Wasser, saures Grubenwasser 3 3 3Wasser, Kondenswasser 1 1 1Wasser, Trinkwasser 1 1 1Wasserstoff 1 1 1Wasserstoffperoxid 3 3 3Weinsäure 1 1 1Whisky 1 3 3Zinkchlorid 3 3 3Zinksulfat 1 1 1Zitronensäure 1 1 1Zuckerrübensirup 1 ) 1 2 21) in der Getränke- und Lebensmittelindustrie ist eine Verzinnung der Oberfläche erforderlich.2) Wegen der Bildung von <strong>Kupfer</strong>acetylid besteht Explosionsgefahr.1 = geeignet; 2 = bedingt geeignet; 3 = ungeeignet<strong>Informationsdruck</strong> i.<strong>25</strong> | 17


3. Herstellung und Bearbeitung3.1 SchmelzenZur Herstellung von Gussstücken ausZinnbronzen dienen bevorzugt fertiglegierteBlöcke, und Gießereirücklauf.Basis für diese Legierung ist nahezu100 % Recyclingmaterial. Die Zusammensetzungder Blockmetalle, für dieHerstellung von Gussstücken aus<strong>Kupfer</strong>-Zinn- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen sowie aus <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen ist inDIN EN 1982 festgelegt.<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen könnenauch aus Hüttenkupfer bzw. Elektrolytkupferund Reinzinn erschmolzenwerden. Es ist auf die Gasfreiheit derSchmelze besonders zu achten. DasSchmelzen möglichst unter neutralenBedingungen – oft mit nachfolgenderStickstoffspülung – setzt sich zunehmenddurch.Die einwandfreie Schmelzequalität istdie Vorraussetzung für einwandfreieGussqualität. Bei der Schmelzführungist möglichst auf geringe Gasgehalte zuachten. Die Wasserstoffaufnahme kanndurch Chargieren von trockenen, sauberenEinsatzmaterialien und durchoxidierendes Schmelzen weitgehendvermieden werden. Die Löslichkeit desWasserstoffs nimmt bei <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Legierungen mit ansteigendem Zinngehaltab; bei 1200°C weist reines<strong>Kupfer</strong> eine Wasserstofflöslichkeit vonca. 7 cm 3 /100 g Metall auf, welche beieinem Zinnzusatz von 35 % in derGrößenordnung von 2 cm 3 /100 g Metallliegt [3]. Durch die Zugabe von Phosphorin Form einer Vorlegierung(Phosphorkupfer) ist die Sauerstoffentfernungsichergestellt. Durch diesenProzess wird gleichzeitig auch eineWasserstoffentfernung erreicht. ErneuterGasaufnahme wird durch gutesAbdecken und leichten Überschuss anDesoxidationsmitteln entgegengewirkt.Nach der Desoxidation sollte allerdingsso schnell wie möglich gegossen werden.Schleuder- und Kokillenguss in Betracht.Entsprechende Beispiele zeigt dasBild 29. Für das Druckgießen kommendiese Legierungen nicht in Frage. DieGießtemperatur hängt auch vom Gießverfahrenab und liegt etwa 50 bis100°C oberhalb der Liquidustemperatur(schmelzflüssiger Bereich). Ein bestimmterPhosphor<strong>über</strong>schuss soll dieeinwandfreie Desoxidation derSchmelze gewährleisten.Bei der Herstellung von Gussformen istein Schwindmaß von etwa 1,3 bis 1,5 %zu berücksichtigen .Um fehlerhafte Gussstücke zu vermeiden,ist ein turbulenzarmes Gießenerforderlich. Die Formstoffe müsseneine gute Gasdurchlässigkeit gewährleisten.Reaktionen mit der Formwandsind zu vermeiden, z. B. durch dasAufbringen einer Schlichteschicht.Strangguss zeichnet sich wegen derraschen und gleichmäßigen Erstarrungin Graphitkokillen – durch ein dichtesGefüge und einheitliche Verteilung derheterogenen Bestandteile aus. Bei<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungenerreicht man mit dem Strangguss einefeine, gleichmäßige Bleiverteilung.Mit Schleuderguss wird ein dichter,gleichmäßiger Guss erreicht. Es werdenKokillen aus geschlichtetem Stahl oder<strong>Kupfer</strong> eingesetzt. Bei der Herstellungvon <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungenmit dem Schleuderguss sollte die„Fliehkraftseigerung“ beachtet werden.Der Verbundguss wird vor allem zumVerbinden von Stahl mit <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen zur Herstellungvon Gleitlagern und Gleitplatten herangezogen.Die dabei erforderlicheHaftung der beiden Werkstoffe erfolgtdurch Diffusion.3.3 WärmebehandlungBei Zinnbronzen mit einem α-Gefügekönnen durch Wärmebehandlung nurgeringfügige Veränderungen der Werkstoffeigenschaftenerreicht werden.Dagegen ist die Wärmebehandlung beiLegierungen mit (α+δ)-Eutektoid möglich,das Gefüge durch entsprechendeGlühung zu homogenisieren, d. h. denδ-Bestandteil aufzulösen. Die Dehnungsowie die Zugfestigkeit könnenbei <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen,z. B. durch eine Glühbehandlung beica. 650°C, gesteigert werden.Eine δ-Auflösung ist bei Gusswerkstoffenfür Reib- und Gleitbeanspruchungunerwünscht, da der geforderteVerschleißwiderstand dieser Legierungenauf dem hohen Anteil des hartenund verschleißfesten (α+δ)-Eutektoidsberuht.Die Eigenschaften von Zinnbronzendurch Wärmebehandlung zu beeinflussen,findet selten Anwendung. Beiaushärtbaren <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungenmit höheren Nickelgehaltenerschließt eine Glühbehandlung undAushärtung infolge der erheblich verbessertenFestigkeitseigenschaftenbesondere Anwendungsgebiete.Bei Zinnbronzen wird gelegentlich einSpannungsfreiglühen erforderlich,womit die Spannungsspitzen abgebautwerden. Ein solches „Entspannungsglühen“kann bei Temperaturen zwischen200 und 450°C (vorwiegend bei260°C) durchgeführt werden.3.2 GießenGussstücke aus Zinnbronzen lassensich nach den verschiedensten Gießverfahrenherstellen. Insbesonderekommen hierfür neben dem Sand-,und Maskengießverfahren auch nochdie Dauerformverfahren Strang-,Bild 29: Anwendungen aus <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen (DKI 6437 B)18 | Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut


3.4 Spanabhebende Bearbeitung<strong>Kupfer</strong>werkstoffe werden hinsichtlichihrer Spanbarkeit grob in drei Hauptgruppenunterteilt [7]. In der Ausklapp-Tabelleist diese Unterteilungfür die zinnhaltigen <strong>Kupfer</strong>-Gusswerkstoffeenthalten.Die Spanbarkeit dieser Gusslegierungenwerden primär durch Zulegieren vonBlei günstig beeinflusst. So sind diebleihaltigen Legierungen mit Ausnahmevon CuSn11Pb2-C ausgezeichnet zuspanen. Gleichfalls kurzbrechendeSpäne ergeben Gusswerkstoffe mitgrößeren (α+δ)-Anteilen.3.5 Verbindungsarbeiten3.5.1 Schweißen<strong>Kupfer</strong>-Zinn- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen mit mehr als2% Blei sind nur bedingt schweißbar(s. Ausklapp-Tabelle). Kleinere Reparaturschweißungensind unter Beachtungder Maßnahmen, die Überhitzungund Schweißspannungen vermeidenhelfen, möglich [8].Das Gasschweißen an <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen wird zur Ausbesserungvon Gussstücken angewendet,z. B. zur Instandsetzung gesprungenerGlocken. Als Schweißzusätze dienenmeist artgleiche gegossene Stäbe unterEinsatz von Flussmittel.Das Lichtbogenhandschweißen wirdnoch zum Auftragschweißen eingesetzt.WIG-Schweißen kommt sowohl zumAusbessern von Gussstücken als auchzum Auftragen von Lagerwerkstoffensowie zum Ausbessern von Lagerflächenund für das Verbinden vonWellenbezügen zur Anwendung. Meistwird hierfür SG-CuSn12 nach DIN 1733-1als Schweißzusatz eingesetzt. Bei Werkstückenmit einer Wanddicke unter10 mm ist ein Vorwärmen nicht erforderlich.Größere Werkstücke müssenvorgewärmt werden und bereiten trotzdemnoch erhebliche Schwierigkeiten.Das MIG-Schweißen wird hierfürseltener angewendet, ist aber mit siliziumdesoxidiertemSchweißzusatzmöglich.Von den <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungenlässt sich die Legierung CuSn10-C nachDIN EN 1982 (1,5 % Blei als zulässigeBeimengung) gas- und schutzgasschweißen,geeignete Zusatzwerkstoffesind SG-CuSn6 oder SG-CuSn12 nachDIN 1733-1.<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungennach DIN EN 1982 sind aufgrund ihrerBild 30: Spanabhebende Bearbeitung einer Buchse (DKI 6508A)<strong>Informationsdruck</strong> i.<strong>25</strong> | 19


hohen Bleigehalte nicht schmelzschweißgeeignet.3.5.2 Löten<strong>Kupfer</strong>-Zinn, <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink- und<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen lassensich alle gut weichlöten, ein Beispielhierfür sind die Lötfittings aus<strong>Kupfer</strong>-Zinn- oder <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen für die <strong>Kupfer</strong>rohrinstallation.Die Weichlote sollen dabeimindestens 60 % Zinn enthalten. ImLebensmittelbereich wird bevorzugt mitS-Sn97Cu3 nach DIN EN 29453 gearbeitet,als Flussmittel kommen 3.1.1. (F-SW12),3.1.1 (F-SW21) und 3.1.2 (F-SW22) nachDIN 29454-1 in Frage. Das EutektikumZinn-Blei schmilzt schon bei 183°C, daherhaben die Weichlötverbindungenmit Zinn-Blei-Weichloten nur eine sehrgeringe Wärmebeständigkeit. SolcheVerbindungen sind ohne Festigkeitsbeeinträchtigungnur bis max. 110°Cbrauchbar, bei kurzzeitiger Erwärmungbis max. 150°C. Bei Kurzzeiterwärmungkönnen z. B. S-Sn95Sb5 oder S-Sn97Cu3– beide haben eine Solidustemperaturvon 230°C – eingesetzt werden.Gussteile aus zinnhaltigen <strong>Kupfer</strong>gusslegierungen,die weniger als 1,5 % Bleienthalten, lassen sich mit Silberhartloten(DIN EN 1044) gut hartlöten(s. Ausklapp-Tabelle). Bei Meerwasserbeanspruchungsollte das Hartlot mindestens40 % Silber (besser 50 %) enthalten.Als Flussmittel werden zumHartlöten bis zu einer Arbeitstemperaturvon 800°C das FH 10, <strong>über</strong> 800°Cdas FH 21 nach DIN EN 1045 herangezogen.3.5.3 KlebenGussteile aus Zinnbronzen lassen sicheinwandfrei kleben. So werden z. B.vielfach Gleitlagerschalen aus <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen in dieAchslager von Lokomotiven eingeklebt.Vorzugsweise werden Klebstoffe aufEpoxid- und Acrylharzbasis eingesetzt.Außerdem sind noch eine Reihe vonKlebstoffen auf dem Markt, die je nachAnwendungsfall zum Einsatz kommen.Voraussetzung für eine gute Klebverbindungist die Vorbereitung der zuverbindenden Flächen durch Entfetten,Beizen, Schmirgeln, Sandstrahlen usw.Vorteilhaft ist in manchen Fällen dasAufbringen einer Zwischenschicht, z. B.einer Chromatschicht, als Haftgrund.Weiterführende Angaben enthaltenhierzu DIN 53281-1, VDI/VDE 2<strong>25</strong>1, Bl. 5,VDI 3821, VDI 2229 sowie der DKI-<strong>Informationsdruck</strong>„Kleben von <strong>Kupfer</strong> und<strong>Kupfer</strong>legierungen“ [9].3.5.4 Mechanische VerbindungenZinnbronzen können durch Nietenoder Schrauben verbunden werden.Falls die Gussteile korrosiver Beanspruchung– z. B. durch Meerwasser –ausgesetzt sind, sollten, um einemögliche Kontaktkorrosion auszuschließen,artähnliche Verbindungselementeeingesetzt werden.Zum Nieten kommen als NietwerkstoffeCuSn4 bzw. CuNi2Si nachDIN CEN/TS 13388 in Frage.Schrauben ist das gegebene Verbindungsverfahren,wenn die Verbindungenlösbar sein müssen. Meist ist alsSchraubenwerkstoff CU4 nachDIN EN 28839, in Gebrauch, der derLegierung CuSn6 nach DIN EN 28839entspricht. Aber es werden auch CuSn4und CuSn8 als Schraubenwerkstoffeeingesetzt.3.6 OberflächenbehandlungDie Oberflächen von Gussteilen auszinnhaltigen <strong>Kupfer</strong>legierungen müssenmeist gereinigt, behandelt undveredelt werden [10]. Dadurch könnengewünschte Oberflächeneigenschaftenerreicht werden, die u. a. die mechanischeund chemische Belastbarkeitunter den Gebrauchsbedingungenerhöhen.Funktionelle und dekorativ wirkendeOberflächenstrukturen sowie ein Verfestigender Randzone werden durchStrahlen erzielt. Strahlmittelwerkstoff,-form und -korngröße bestimmen dasErgebnis. Egalisieren der Oberfläche,Mattieren, Seidenglanzpolieren undVerfestigen sind die <strong>über</strong>wiegendenEffekte, die durch Strahlbearbeitungauf <strong>Kupfer</strong>werkstoffen erzeugt werden.Das Schleifen erfolgt von Hand anScheiben, die an Schleifböcken rotieren,und mit transportablen Schleifscheiben,die an Handmotoren odereiner biegsamen Welle laufen. FlacheTeile werden bevorzugt mit Schleifbandgeschliffen. Freihand- und Kontaktverfahrensind übliche Techniken.Besonders große Flächen werden imBand- bzw. Pendelschleifverfahren aufTischmaschinen bearbeitet, die biszum vollautomatischen Betrieb ausgerüstetsein können.Mechanisches Polieren erfolgt ebenfallsvon Hand an Tuchscheiben.Polierböcke und Handmaschinen sindübliche Vorrichtungen. Massenteilewerden auf Polierautomaten bearbeitet.Um die Polierwirkung der Scheibezu unterstützen und um die derPolierarbeit ausgesetzte Flächenpartienicht zu <strong>über</strong>hitzen, werden Polierfette,-wachse und -emulsionen verwendet.Es gibt Polierhilfen mit einformuliertenInhibitoren, die ein Oxidierenund Anlaufen der frisch poliertenOberfläche <strong>über</strong> einen längerenZeitraum verhindern. Vor allem schüttbareMassenteile aus zinnhaltigen<strong>Kupfer</strong>gusslegierungen sind geeignet,durch Trommeln geschliffen, geglättetund poliert zu werden. Man vermengtdas zu polierende Gut mit keramischen,mineralischen oder/und metallenenSchleif- oder Polierkörpern, denChips, oder mit polierten Kugeln. Eswird außerdem eine wässerige Behandlungslösungzugegeben, diereinigende, schleifende, polierende,entoxidierende und eventuell auchnoch passivierende Zusätze enthält.Heiße, wässerige Lösungen von Alkaliensind in Gebrauch, wenn in einerVerfahrensfolge nass-in-nass weitergearbeitet,z. B. galvanisiert, wird. Daselektrolytische Entfetten ist die letztereinigende Behandlungsstufe vor demGalvanisieren.Durch Beizen wird Zunder, wie er z. B.durch Wärmebehandlung entsteht,entfernt. Aber auch Gusshaut undOxidschichten werden abgebeizt.Üblich sind Beizlösungen aus verdünnterSchwefelsäure und Beizgemischemit Gehalten an Schwefel- undSalpetersäure. Diese Lösungen enthaltenaußerdem Zusätze zum Inhibierendes Beizangriffs auf die Gussoberfläche,zur Glanzgebung und zumPassivieren. Schwieriger als <strong>Kupfer</strong>oxidelässt sich das hellfarbene Zinnoxidentfernen. Dabei ist ein teilweisesLösen der metallischen Randzone inverdünnter Salpetersäure notwendig.Wegen der beim Applizieren vonSalpetersäure aufkommenden UmweltundHygieneprobleme setzt sich dasBeizen mit Wasserstoffperoxid/Schwefelsäurelösungen immer mehrdurch.20 | Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut


Bild 31: Bearbeitung eines Armaturengehäuses in einer Aufspannung (DKI 6338A)Die beschichtende Oberflächenveredelungspielt für die Zinnbronzeneine besondere Rolle. Beim Feuerverzinnenwerden die Gussteile in eineZinnschmelze getaucht. Das verwendeteZinn muss hochrein sein. Zu berücksichtigenist, dass bei bleihaltigenGusswerkstoffen Blei in den Zinn<strong>über</strong>zugdiffundiert.Beim Wischverzinnen werden die Teileauf Löttemperatur vorgewärmt undanschließend wird das bei Kontakt mitder heißen Gussoberfläche schmelzendeZinn z. B. mit einem Glaswollebüscheloder einem Pinsel mit Glasfasernverwischt. Dieses Verfahren hatvor allem für Einzelstücke Bedeutung.Das Diffusionsverzinnen erfolgt durchTauchen der Teile in SnCl 2 -haltige Salzschmelzenbei etwa 400°C Reaktionstemperatur.Für Gussteile, die mit Nahrungs- undGenussmitteln in Kontakt kommen, istnormalerweise eine Verzinnung erforderlich.Durch Flammspritzen werdenSchichten aus Metallen, Legierungen,Hart-, Super- und Sonderlegierungen,aus hochschmelzenden Werkstoffenund aus Keramik aufgebracht.Galvanische Oberzüge bieten einenahezu unerschöpfliche Palette vonMetallen, Legierungen, Cermets undVerbundsystemen. Silber, Gold, Nickel,Chrom, Cadmium, Zinn und Zinn-Blei-Legierungen lassen sich leicht aufbringen.Auch bei nicht absolut porendichtenSchichten sind wegen derhohen Korrosionsbeständigkeit desTrägerwerkstoffes aus zinnhaltigen<strong>Kupfer</strong>-Gusslegierungen keine Nachteilezu befürchten. Diese gehören zujenen <strong>Kupfer</strong>werkstoffen, die sich,meist im Kunstgewerbe, am schwierigstenchemisch färben lassen [11].Patina ist einfach zu erzeugen, aucheinige braune und schwarze Nuancensind leicht möglich.Mit ansprechenden Effekten, auchmeist im Kunstgewerbe, werden Gussteileaus zinnhaltigen <strong>Kupfer</strong>legierungenemailliert. Ein Schutz gegenAnlaufen ist das Lackieren mit Klarlack.Im Freien bieten Lackschichtenauf Acrylharzbasis für Jahre einenzuverlässigen Schutz gegen atmosphärischeEinflüsse. Voraussetzung für diegute Haftung des Lackfilmes ist einesachgemäße Vorbehandlung derMetalloberfläche. Für das Lackierenkönnen alle Applikationstechnikeneingesetzt werden.<strong>Informationsdruck</strong> i.<strong>25</strong> | 21


4. AnwendungZinnbronzen bieten eine Palette vonAnwendungsmöglichkeiten an, da siesich durch vielseitige und interessanteEigenschaften auszeichnen. Währendviele korrosions- und meerwasserbeständigsind, gibt es eine ganze Reihevon Legierungen mit guten Gleit- undNotlaufeigenschaften, einige weisendaneben hohe Verschleißfestigkeit undKavitationsbeständigkeit auf. Einenach Legierungen geordnete Übersichthinsichtlich der Anwendungsbeispielegibt die Ausklapp-Tabelle wieder.Im Maschinenbau und in der allgemeinenTechnik bestehen Kälte-,Sauerstoff-, Heißdampf-, HochdruckundSäurearmaturen, Pumpenkörperund -ventile, Gleitlager, Kolbenstangen,Schnecken-, Schrauben- undZahnräder vielfach aus <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen (Bild 32).Bild 33: Pressfitting aus <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Bronze (DKI 6480)Die mengenmäßig größte Anwendungsgruppeinnerhalb der Bronzenbilden die <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen.Sie werden für das Bauwesenzu Armaturen und Schraub-,Löt- und Pressfittingen im Bereich derSanitär und Heizungstechnik (Bild 33)verarbeitet. Die Legierungen entsprechenin ihrer Zusammensetzung denneuesten Hygieneanforderungen derDIN 50930-6 und sind bei entsprechenderZusammensetzung im Trinkwasseruneingeschränkt einsetzbar.Dort zeichnen sie sich außerdem durchihre hohe Korrosionsbeständigkeit aus(Bild 34).Bild 34: Mischventilgehäuse aus CuSn5Zn5Pb3-C(DKI 6329A)Des Weiteren finden Bauteile aus diesenLegierungen Anwendung in hydraulischenAnlagen, in der Flüssiggasproduktionund in der Antriebstechnik,dort als Gleitlager sowie Zahnrädereingesetzt (Bild 32). Aufgrund des geringenBleizusatzes erfüllt der Werkstoffdie Hygieneanforderungen undbehält dabei dennoch seine sehr guteBearbeitbarkeit, was für Guss-, BohrundDrehteile aller Art – auch zurBearbeitung auf Automaten – einewichtige Voraussetzung ist.Die <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungenwerden u. a. als Werkstoffe für Gleitlagerund für schwefelsäurebeständigeArmaturen eingesetzt.Aufgrund der Korrosionsanforderungendes Meerwassers verarbeitet derSchiffbau <strong>Kupfer</strong>-Zinn- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen für Armaturen,Pumpenkörper, Messgerätegehäuseund andere meerwasserbeanspruchteTeile.Bild 32: Gedrehte Buchsen aus Strangguss-Vormaterial, Werkstoff: <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen(DKI 6448)22 | Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut


Im Automobilbau werden Zinnbronzenz. B. für Benzinpumpen eingesetzt.In der chemischen Industrie und inder Nahrungsmittelindustrie kommenFormteile aus Zinnbronzen für korrosions-und verschleißfeste sowieschwefelsäurebeständige Ventile, Ventilsitze,Laufräder und Pumpenkörperin Frage (Bild 35).Bild 35: Pumpengehäuse aus CuSn10-C(DKI 6329E)In der Papierfabrikation, im Druckereiwesenund in der Textilindustriebestehen viele Rohrarmaturen, Pumpen,Ventilteile und allgemeine korrosionsfesteGussteile sowie Druckwalzenund -platten zum Bedrucken vonTextilien und Papier (Tapeten) aus<strong>Kupfer</strong>-Zinn- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen.Für die Elektrotechnik werden Kleinbauteileaus Formguss, z. B. Anschlussklemmen,Hebel, Konsolen, Nocken,Schaltwerkteile, Lager usw. aus<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen gefertigt.<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen (mitetwa 20 % Zinn) sind als „Glockenbronzen“die gegebenen Werkstoffefür Glocken.Auch im Kunsthandwerk finden diezinnhaltigen <strong>Kupfer</strong>-Gusslegierungenfür Statuen und Denkmäler Anwendung(Bild 36).Bild 36: „Pferd“ von Hermann Schwaben. Bronzeplastik 23x34x5 cm Abmessung (DKI 6438)Lote und Schweißzusatzwerkstoffe aus<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Legierungen werden ingroßem Umfang zum Hartlöten bzw.Schweißen eingesetzt, z. B. zur Herstellungsäurebeständiger Verbindungenan <strong>Kupfer</strong>werkstoffen, zum Hartlötenbzw. Schweißen von Nickel undNickellegierungen, für Auftragshartlötungenauf Stahl oder Gusseisen,zum Plattieren von Eisenwerkstoffenmit weicher Lagerbronze, zur korrosionssicherenSchweißung von Kunstbronzenusw.<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Legierungen dienen auchals Überzug auf Eisen und Nichteisenmetallen.Dabei wird der Werkstoffgalvanisch oder nach dem Metallspritzverfahrenaufgebracht.<strong>Informationsdruck</strong> i.<strong>25</strong> | 23


Literatur[l] H. Wübbenhorst: Zum frühenBronzeguss in Asien, Ägypten undEuropa Gießerei 68 (1981) <strong>25</strong>,S. 751-755.[2] Legierungen des <strong>Kupfer</strong>s mit Zinn,Nickel, Blei und anderen Metallen(Fachbuch); Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut,Berlin 1970.[3] H.-J. Wallbaum: „<strong>Kupfer</strong>“ in:Landolt-Börnstein l, „Zahlenwerteund Funktionen“, 2. Teil, Bandteil6, S. 639-890;Springer-Verlag, Berlin 1964.[4] Werkstoff-Handbuch Nichteisenmetalle,Teil 111 Cu VDI-Verlag,Düsseldorf 1960.[5] Guss aus <strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungen;Technische RichtlinienGDM, VDG und DKI, Düsseldorf,1997.[6] Metals Handbook, 9th editionASM, Metals Park, Ohio 1981.[7] Richtwerte für die spanende Bearbeitungvon <strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungen(<strong>Informationsdruck</strong> i. 18),Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut.[8] Schweißen von <strong>Kupfer</strong> und<strong>Kupfer</strong>legierungen (Fachbuch)Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut.[9] Kleben von <strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungen(<strong>Informationsdruck</strong> i. 7)Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut.[l0] Priv. Mitteilung H. Benninghoff,freier beratender Ingenieur,Neumünster.[ll] Chemisches Färben von <strong>Kupfer</strong> und<strong>Kupfer</strong>legierungen (Fachbuch)Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut.Normen*)Zusammensetzung undEigenschaftenDIN EN 1982 <strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungen– Blockmetalleund GussstückeDIN ISO 4382-1 Gleitlager; <strong>Kupfer</strong>legierungen;<strong>Kupfer</strong>-Gusslegierungenfür MassivundVerbundlagerDIN ISO 4383Gleitlager; MetallischeVerbundwerkstoffe fürdünnwandige GleitlagerDIN EN 1981<strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungen– VorlegierungenAllgemeintoleranzenDIN 1687-1 Gussrohteile ausSchwermetalllegierungen– Sandguss – Allgemeintoleranzen,Bearbeitungszugaben;Nichtfür NeukonstruktionenDIN 1687-3DIN 1687-4Gussrohteile ausSchwermetalllegierungen;Kokillenguss,Allgemeintoleranzen,BearbeitungszugabenGussrohteile ausSchwermetalllegierungen;Druckguss,Allgemeintoleranzen,BearbeitungszugabenVerbindungsarbeitenDIN EN 29453 Weichlote; ChemischeZusammensetzung undLieferformenE DIN 1707,T 100Weichlote; ChemischeZusammensetzung undLieferformenDIN EN 29454-1 Flussmittel zum Weichlöten,Einteilung undAnforderungen; Teil 1:Einteilung, Kennzeichnungund VerpackungDIN EN 1044DIN EN 1045DIN EN 923Hartlöten; LötzusätzeHartlöten – Flussmittelzum Hartlöten – Einteilungund technischeLieferbedingungenKlebstoffe – Benennungenund DefinitionenDIN EN 53281-1 Prüfung von Metallklebstoffenund Metallklebungen;Proben,KlebflächenvorbehandlungDIN EN 53281-2 Prüfung von Metallklebstoffenund Metall-klebungen; Proben,HerstellungDIN EN 53281-3 Prüfung von Metallklebstoffenund Metallklebungen;Proben, Kenndatendes KlebvorgangsDIN 1733-1DIN EN 28839VDI 2229VDI/VDE 2<strong>25</strong>1Schweißzusätze für<strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungen;Zusammensetzung,Verwendung undTechnische LieferbedingungenMechanische Eigenschaftenvon Verbindungselementen;Schrauben und Mutteraus NichteisenmetallenMetallkleben; Hinweisefür Konstruktion undFertigungFeinwerkelemente; Verbindungen;ÜbersichtWeitere NormenDIN 1690-10 Technische Lieferbedingungenfür Gussstückeaus metallischen Werkstoffen;ErgänzendeFestlegungen für Stahlgussfür höher beanspruchteArmaturenDIN 50131VDG P 378Prüfung metallischerWerkstoffe; SchwindmaßbestimmungGießen von Probestäbenaus <strong>Kupfer</strong>-Gusslegierungenfür den Zugversuch(Sandguss undKokillenguss)*) Diese Liste erhebt keinen Anspruchauf Vollständigkeit. Gültig sind jeweilsdie neuesten Ausgaben der Normen.24 | Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut


VerlagsprogrammDach und WandVerhalten von <strong>Kupfer</strong>oberflächen an derAtmosphäre; Bestell-Nr. s. 131Dachdeckung und Außenwandbekleidung mit<strong>Kupfer</strong>; Bestell-Nr. i. 30Ausschreibungsunterlagen für Klempnerarbeitenan Dach und FassadeBlau-Lila-Färbungen an <strong>Kupfer</strong>bauteilenSanitärinstallation<strong>Kupfer</strong> in Regenwassernutzungsanlagen;Bestell-Nr. s. 174Metallene Werkstoffe in der Trinkwasser-Installation; Bestell-Nr. i. 156Durchführungsanleitungen für die <strong>Kupfer</strong>rohrverarbeitungzum Rahmenlehrplan GWI 1/92„Unlösbare Rohrverbindung und Rohrverarbeitung“;Bestell-Nr. i. 157Die fachgerechte <strong>Kupfer</strong>rohrinstallation;Bestell-Nr. i. 158Die fachgerechte Installation von thermischenSolaranlagen; Bestell-Nr. i. 160WerkstoffeSchwermetall-Schleuder- und Strangguss -technische und wirtschaftliche Möglichkeiten;Bestell-Nr. s. 165Zeitstandeigenschaften und Bemessungskennwertevon <strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungen fürden Apparatebau; Bestell-Nr. s. 178Ergänzende Zeitstandversuche an den beidenApparatewerkstoffen SF-Cu und CuZn20AI2;Bestell-Nr. s. 191Einsatz CuNi10Fe1Mn plattierter Bleche fürSchiffs- und Bootskörper / Use of Copper-NickelCladding on Ship and Boat Hulls; Bestell-Nr. s. 201<strong>Kupfer</strong>-Nickel-Bekleidung für Offshore-Plattformen/ Copper-Nickel Cladding for OffshoreStructures; Bestell-Nr. s. 202Werkstoffe für Seewasser-RohrleitungssystemeMaterials for Seawater Pipeline Systems;Bestell-Nr. s. 203<strong>Kupfer</strong> / Vorkommen, Gewinnung, Eigenschaften,Verarbeitung, Verwendung; Bestell-Nr. i. 4Niedriglegierte <strong>Kupfer</strong>werkstoffe;Bestell-Nr. i. 8<strong>Kupfer</strong>-Zink-Legierungen (Messing undSondermessing); Bestell-Nr. i. 5Rohre aus <strong>Kupfer</strong>-Zink-Legierungen;Bestell-Nr. i. 21Bänder, Bleche, Streifen aus <strong>Kupfer</strong>-Zink-Legierungen; Bestell-Nr. i. 22<strong>Kupfer</strong>-Nickel-Zink-Legierungen (Neusilber);Bestell-Nr. i. 13<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Knetlegierungen (Zinnbronzen);Bestell-Nr. i. 15<strong>Kupfer</strong>-Zinn- und <strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen (Zinnbronzen);Bestell-Nr. i. <strong>25</strong><strong>Kupfer</strong>-Nickel-Legierungen; Bestell-Nr. i. 14<strong>Kupfer</strong>-Aluminium-Legierungen; Bestell-Nr. i. 6Dekorativer Innenausbau mit <strong>Kupfer</strong>werkstoffenMessing – Ein moderner Werkstoff mit langerTraditionVon Messing profitieren – Drehteile im KostenvergleichVon Messing profitieren – Mit Messing installierenMessing ja – Spannungsrisskorrosion mussnicht sein!Messing ja – Entzinkung muss nicht sein!Bronze – unverzichtbarer Werkstoff derModerneVerarbeitungKonstruktive Gestaltung von Formgussstückenaus <strong>Kupfer</strong>werkstoffen; Bestell-Nr. s. 133<strong>Kupfer</strong>-Zink-Legierungen für die Herstellungvon Gesenkschmiedestücken;Bestell-Nr. s. 194Löten von <strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungen;Bestell-Nr. i. 3Kleben von <strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungen;Bestell-Nr. i. 7Schweißen von <strong>Kupfer</strong>legierungen;Bestell-Nr. i. 12Richtwerte für die spanende Bearbeitung von<strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungen; Bestell-Nr. i. 18ElektrotechnikDrehstrom, Gleichstrom, Supraleitung –Energie-Übertragung heute und morgen;Bestell-Nr. s. 180Brandsichere Kabel und Leitungen;Bestell-Nr. s. 181Energiesparen mit Spartransformatoren;Bestell-Nr. s. 183Fehlauslösungen von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen;Bestell-Nr. s. 184Wechselwirkungen von Blindstrom-Kompensationsanlagenmit Oberschwingungen;Bestell-Nr. s. 185Sparen mit dem Sparmotor;Bestell-Nr. s. 192Bedarfsgerechte Auswahl von Kleintransformatoren;Bestell-Nr. s. 193Energiesparpotentiale bei Motoren und Transformatoren;Bestell-Nr. i. 1<strong>Kupfer</strong>werkstoffe in der Elektrotechnik undElektronik; Bestell-Nr. i. 10<strong>Kupfer</strong> in der Elektrotechnik – Kabel undLeitungen<strong>Kupfer</strong> spart EnergieGeld sparen mit Hochwirkungsgrad-MotorenUmwelt / GesundheitVersickerung von Dachablaufwasser;Bestell-Nr. s. 195<strong>Kupfer</strong> in kommunalen Abwässern und Klärschlämmen;Bestell-Nr. s. 197Sachbilanz einer Ökobilanz der <strong>Kupfer</strong>erzeugungund –verarbeitung; Bestell-Nr. s. 198Sachbilanz zur <strong>Kupfer</strong>erzeugung unter Berücksichtigungder Endenergien; Bestell-Nr. s. 199Untersuchung zur Bleiabgabe der MessinglegierungCuZn39PB3 an Trinkwasser – Testverfahrennach British Standards BS 7766 andNSF Standard 61; Bestell-Nr. s. 200<strong>Kupfer</strong> – Lebensmittel – Gesundheit;Bestell-Nr. i. 19Recycling von <strong>Kupfer</strong>werkstoffen;Bestell-Nr. i. 27<strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>werkstoffe ein Beitrag zuröffentlichen Gesundheitsvorsorge;Bestell-Nr. i. 28<strong>Kupfer</strong> – der Nachhaltigkeit verpflichtet<strong>Kupfer</strong> in unserer UmweltNatürlich <strong>Kupfer</strong> – <strong>Kupfer</strong> ökologisch gesehenDoorknobs: a source of nosocomial infection?Wieviel Blei gelangt ins Trinkwasser?Spezielle Themen<strong>Kupfer</strong>werkstoffe im Kraftfahrzeugbau;Bestell-Nr. s. 160<strong>Kupfer</strong> – Naturwissenschaften im UnterrichtChemie; Bestell-Nr. s. 166Ammoniakanlagen und <strong>Kupfer</strong>-Werkstoffe?;Bestell-Nr. s. 210<strong>Kupfer</strong>werkstoffe in Ammoniakkälteanlagen;Bestell-Nr. s. 211<strong>Kupfer</strong> – Ein Metall mit Zukunft;Bestell-Nr. i. 75<strong>Kupfer</strong>rohre in der Kälte-Klimatechnik,für technische und medizinische Gase;Bestell-Nr. i. 164DKI-Fachbücher* je EUR 4,35<strong>Kupfer</strong>Schweißen von <strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungenChemische Färbungen von <strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungen<strong>Kupfer</strong> als Werkstoff für Wasserleitungen<strong>Kupfer</strong>rohre in der Heizungstechnik<strong>Kupfer</strong> in der LandwirtschaftGuss aus <strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungen– Technische Richtlinien<strong>Kupfer</strong> im Hochbau EUR 24,00****Planungsleitfaden <strong>Kupfer</strong> – Messing – BronzeEUR 17,90****Architektur und SolarthermieDokumentation zum Architekturpreis EUR <strong>25</strong>,00CD-ROM des Deutschen <strong>Kupfer</strong>institutsWerkstoff-Datenblätter EUR 10,00<strong>Kupfer</strong>schlüssel EUR 10,00Solares Heizen EUR 10,00Was heißt hier schon „harmonisch“?EUR 10,00Faltmuster für Falzarbeiten mit <strong>Kupfer</strong>Muster für Ausbildungsvorlagenin der Klempnertechnik EUR 10,00LehrhilfeWerkstoffstechnik – HerstellungsverfahrenEUR 10,00LernprogrammDie fachgerechte <strong>Kupfer</strong>rohr-InstallationEUR 20,00***Filmdienst des DKIDas Deutsche <strong>Kupfer</strong>institut verleiht kostenlosdie nachstehend aufgeführten Filme und Videos:„<strong>Kupfer</strong> in unserem Leben“Videokassette, 20 Min.; Schutzgebühr EUR 21,50.Verleih kostenlos„Fachgerechtes Verbinden von <strong>Kupfer</strong>rohren“Lehrfilm, Videokassette, 15 Min.; SchutzgebührEUR 10,00. Verleih kostenlos„<strong>Kupfer</strong> in der Klempnertechnik“Lehrfilm, Videokassette, 15 Min.; SchutzgebührEUR 10,00. Verleih kostenlos* Fachbücher des DKI sind <strong>über</strong> den Fachbuchhandelzu beziehen oder ebenso wieSonderdrucke, <strong>Informationsdruck</strong>e undInformationsbroschüren direkt vomDeutschen <strong>Kupfer</strong>institut, Am Bonneshof 5,40474 Düsseldorf.** Dozenten im Fach Werkstofftechnik anHochschulen erhalten die Mappenkostenlos*** Sonderkonditionen für Berufsschulen**** Sonderkonditionen für Dozenten und StudentenFordern Sie bitte unverbindlich das Dienstleistungs-und Verlagsverzeichnis des DKI an.<strong>Informationsdruck</strong> i.<strong>25</strong> | <strong>25</strong>


Ausklapp-Tabelle: Genormte gegossene ZinnbronzenFür die Anwendung maßgebend ist die Norm in der jeweils gültigen Fassung1. Normbezeichnung 2. Chemische Zusammensetzung in Gew. %KennzeichnungnachDIN EN 1982Werkstoff-NummernachDIN EN1982<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Gusslegierungen (Bronzen)AlteKennzeichenn. DIN 1705bzw.DIN 1716AlteWerkstoff-Nr.<strong>Kupfer</strong>CuGew. %NickelNiGew. %PhosphorPGew. %BleiPbGew. %ZinnSnGew. %AluminiumAlGew. %EisenFeGew. %ManganMnGew. %SchwefelSGew. %AntimoSbGew. %CuSn12-C - GSG-CuSn122.1052.01CuSn12-C - GMCC483KGM-CuSn122.1052.0285,0-88,5 < 2,0 < 0,6 < 0,7 11,0-13,0 < 0,01 < 0,2 < 0,2 < 0,05 < 0,15CuSn12-C - GZGZ-CuSn122.1052.03CuSn12-C - GCGC-CuSn122.1052.04CuSn12Ni2-C - GSG-CuSn12Ni2.1060.01CC484K84,5-87,5 1,5-2,5 0,05-0,40 < 0,3 11,0-13,0 < 0,01 < 0,2 < 0,2 < 0,05 < 0,1CuSn12Ni2-C - GZGZ-CuSn12Ni2.1060.03CuSn12Ni2-C - GCCuSn11Pb2-C - GSGC-CuSn12NiG-CuSn12Pb2.1060.042.1061.01CuSn11Pb2-C - GZCC482KGZ-CuSn12Pb2.1061.0383,5-87,0 < 2,0 < 4,0 0,7-2,5 10,5-12,5 < 0,01 < 0,20 < 0,2 < 0,08 < 0,2CuSn11Pb2-C - GCGC-CuSn12PbCuSn11P-C - GSCuSn11P-C - GMCuSn11P-C - GZCC481K-CuSn11P-C - GCCuSn10-C - GSG-CuSn10CuSn10-C - GMGM-CuSn10CC480KCuSn10-C - GZGZ-CuSn10CuSn10-C - GCGC-CuSn10<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Zink-Gusslegierungen (Rotguss)CuSn7Zn4Pb7-C - GSCuSn7Zn4Pb7-C - GMCuSn7Zn4Pb7-C - GZCuSn7Zn4Pb7-C - GCCuSn7Zn2Pb3-C - GSCuSn7Zn2Pb3-C - GMCuSn7Zn2Pb3-C - GZCuSn7Zn2Pb3-C - GCCuSn5Zn5Pb5-C - GSCuSn5Zn5Pb5-C - GMCuSn5Zn5Pb5-C - GZCuSn5Zn5Pb5-C - GCCuSn3Zn8Pb5-C - GSCuSn3Zn8Pb5-C - GZCuSn3Zn8Pb5-C - GCCC493KCC492KCC491KCC490KG-CuSn7ZnPbGM-CuSn7ZnPbGZ-CuSn7ZnPbGZ-CuSn7ZnPbG-CuSn6ZnNiGM-CuSn6ZnNiGZ-CuSn6ZnNiGC-CuSn6ZnNiG-CuSn5ZnPbGM-CuSn5ZnPbGZ-CuSn5ZnPbGC-CuSn5ZnPbG-CuSn2ZnPbGZ-CuSn2ZnPbGC-CuSn2ZnPb<strong>Kupfer</strong>-Zinn-Blei-Gusslegierungen (Bleibronzen)CuSn5Pb9-C - GSCuSn5Pb9-C - GMCuSn5Pb9-C - GZCuSn5Pb9-C - GCCuSn6Zn4Pb2-C - GSCuSn6Zn4Pb2-C - GMCuSn6Zn4Pb2-C - GZCuSn6Zn4Pb2-C - GCCuSn10Pb10-C - GSCC494KCC498K--G-CuPb10SnCuSn10Pb10-C - GMGM-CuPb10SnCC495KCuSn10Pb10-C - GZGZ-CuPb10SnCuSn10Pb10-C - GCGC-CuPb10Sn2.1061.04-2.1050.012.1050.022.1050.032.1050.042.1090.012.1090.022.1090.032.1090.042.1093.012.1093.022.1093.032.1093.042.1096.012.1096.022.1096.032.1096.042.1098.012.1098.032.1098.04--2.1176.012.1176.022.1176.032.1176.0487,0-89,5 < 0,1 0,5-1,0 < 0,<strong>25</strong> 10,0-11,5 < 0,01 < 0,10 < 0,05 < 0,05 < 0,0588,0-90,0 < 2,0 < 0,2 < 1,0 9,0-11,0 < 0,01 < 0,2 < 0,10 < 0,05 < 0,281,0-85,0 1) < 2,0 < 0,10 5,0-8,0 6,0-8,0 < 0,01 < 0,2 < 0,10 < 0,385,0-89,0 1) < 0,2 < 0,10 2,5-3,5 6,0-8,0 < 0,01 < 0,2 < 0,10 < 0,<strong>25</strong>83,0-87,0 1) < 2,0 < 0,10 4,0-6,0 4,0-6,0 < 0,01 < 0,3 < 0,10 < 0,<strong>25</strong>81,0-86,0 1) < 2,0 < 0,05 3,0-6,0 2,0-3,5 < 0,01 < 0,5 < 0,10 < 0,3080,0-87,0 1) < 2,0 < 0,10 8,0-10,0 4,0-6,0 < 0,01 < 0,<strong>25</strong> < 0,2 < 0,10 < 0,586,0-90,0 1) < 1,0 < 0,05 < 2,0 5,5-6,5 < 0,01 < 0,<strong>25</strong> - < 0,10 < 0,<strong>25</strong>78,0-82,0 1) < 2,0 < 0,10 8,0-11,0 9,0-11,0 < 0,1 < 0,<strong>25</strong> < 0,2 < 0,10 < 0,5CuSn7Pb15-C - GSG-CuPb15Sn2.1182.01CuSn7Pb15-C - GZCC496KGZ-CuPb15Sn2.1182.0374,0-80,0 1) 0,5-2,0 < 0,10 13,0-17,0 6,0-8,0 < 0,01 < 0,<strong>25</strong> < 0,20 < 0,10 < 0,5CuSn7Pb15-C - GCGC-CuPb15Sn2.1182.04CuSn5Pb20-C - GSCuSn5Pb20-C - GZCuSn5Pb20-C - GCCC497KG-CuPb20SnGZ-CuPb20SnGC-CuPb20Sn2.1188.012.1188.032.1188.0470,0-78,0 1) 0,5-2,5 < 0,10 18,0-23,0 4,0-6,0 < 0,01 < 0,<strong>25</strong> < 0,20 < 0,10 < 0,751)einschließlich NickelHinweis:GS=Sandguss, GM=Kokillenguss, GZ=Schleuderguss, GC=StranggussHinweis auf die Spanbarkeit: 1 = sehr gut, 2 = gut bis mäßig, 3 = mäßig bis schwer26 | Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut


nSiliziumSiGew. %ZinkZnGew. %3. Physikalische EigenschaftenDichte SchmelzbereichSchwindmaßg/cm 2°C%elektr.Leitfähigkeitbei 20 °CMS/mWärmeleitfähigkeitbei20 °CW/(m*K)Längenausdehnungskoeffizient10 -6 /K4. Mechanische Eigenschaften 5. Technologische Eigenschaften 6. Span-HSpanbarkeitZugfestigkeitR m (MPa)R P0,2 (MPa)A(%)0,2 %-DehngrenzeBruchdehnungBrinellhärteHB10GPaMPaMPaElastizitätsmodulBiegewechselfestigkeitScherfestigkeit260140780270 150 5 80< 0,01 < 0,5 8,6 830-1000 1,5 6,2 54 18,5 90-110 90 195-210 32801505903001506902801601285< 0,01 < 0,4 8,6 830-1010 1,5 6,2 54 17,5 90-110 140 210-2<strong>25</strong> 33001808953002601801301059580< 0,01 < 2,0 8,7 830-1000 1,5 6,2 54 18,5 280 150 5 90 90-110 130 195-210 2280 150 5 90<strong>25</strong>0 130 5 60< 0,01 < 0,05 8,6 830-1010 1,5 6,0 52 18,0310 170 2 8590-110 100 195-210 3330 170 4 85350 170 5 85<strong>25</strong>0 130 18 70< 0,02 < 0,5 8,7 830-1020 1,5 7,0 59 18,5270 160 10 8090-110 100 200-215 3230 120 15 60< 0,01 2,0-5,0 8,8 860-1020 1,3-1,5 7,5 64 18,5230 120 12 60260 120 12 7098-115 110 180-190 1260 120 12 70230 130 14 65< 0,01 1,5-3,0 8,7 830-1030 1,3-1,5 7,9 69 18,5230 130 12 7090-96 80 200-215 1200 90 13 60< 0,01 4,0-6,0 8,7 860-1030 1,3-1,5 8,5 71 18,2220 110 6 6565-105 75 165-175 1<strong>25</strong>0 110 13 65<strong>25</strong>0 110 13 65180 85 15 60< 0,01 7,0-9,5 8,7 830-1040 1,3-1,5 8,5 71 18,0 220 100 12 70 90-95 110 155-170 1220 100 12 70160 60 7 55< 0,01 < 2,0 9,0 850-1030 1,4 6,0 54 18,7200 80 5 60200 90 6 6075-83 70-85 110-135 1200 90 9 60200 110 15 65< 0,01 3,0-5,0 8,7 830-1030 1,3-1,5 7,9 69 18,5220 110 12 7090-96 80 200-215 1240 110 12 70240 110 12 70180 80 8 60< 0,01 < 2,0 9,0 850-1000 1,4 6,0 54 18,7220 110 3 6575-83 70-85 110-135 1280280260270220220160170130130110110101012126880807070707017080860< 0,01 < 2,0 9,1 880-1030 1,4 7,0 63 18,8 75-80 - 110-135 1200 90 7 6520090865150 70 5 450,01 < 2,0 9,3 900-950 1,5 8,5 71 19,3 74-78 - 95-120 1170 80 6 50180 90 7 50<strong>Informationsdruck</strong> i.<strong>25</strong> | 27


artlöt und SchweißbarkeitHartlöten Gas-SchutzschweißeschweigasßenBemerkungenHinweise für die VerwendungKennzeichnungnachDIN EN 1982gut mittel mittelWerkstoff mit guter Verschleißfestigkeit, korrosions- und meerwasserbeständig.Aus dieser Legierung wurden die Werkstoffe CuSn12Ni2-C - GS undCuSn11Pb2 - GS entwickelt, die sich durch eine erhöhte Festigkeit undVerschleißfestigkeit bzw. verbesserte Notlaufeigenschaften auszeichnen.Siehe CuSn12-C - GS Eigenschaften, jedoch gleichmäßiger, 0,2%-Dehngrenze,Zugfestigkeit und Härte höher.Kuppelsteine und Kuppelstücke, unter Last bewegte Spindelmuttern, SchneckenundSchraubenräder.Ring- und rohrförmige Konstruktionsteile sowie Längsprofile, z. B. Schneckenradkränze,Zylindereinsätze, hochbelastete Stell- und Gleitleisten.CuSn12-C - GSCuSn12-C - GMCuSn12-C - GZCuSn12-C - GCgut mittel mittelKonstruktionswerkstoff mit sehr guter Verschleißfestigkeit, korrosions- undmeerwasserbeständig, widerstandsfähig gegen Kavitationsbeanspruchungen.Siehe CuSn12Ni2-C - GS - Eigenschaften, jedoch gleichmäßiger, 0,2%-Dehngrenze,Zugfestigkeit und Härte höher.Lagerwerkstoff mit guter Notlaufeigenschaft und Verschleißfestigkeit;korrosions- und meerwasserbeständig.Hochbelastete Kuppelsteine und Kuppelstücke, unter Last bewegte Spindelmuttern,höher beanspruchte schnelllaufende Schnecken- und Schraubenradkränze.Hochbeanspruchte Armaturen- und Pumpengehäuse, Leit-, Lauf- undSchaufelräder für Pumpen- und Wasserturbinen. Belastungskennwerte fürSchneckenräder bei Dauerlauf je nach Leitgeschwindigkeit p=1,5 bis 8 MPa, beikurzzeitiger Belastung p=20 bis <strong>25</strong> MPa.Ring- und rohrfömige Konstruktionsteile, unter Last bewegte Muttern, höchstbeanspruchte,schnelllaufende Schnecken- und Schraubradkränze. Belastungskennwertefür Schneckenräder bei Dauerlauf je nach Gleitgeschwindigkeit p=2bis 12,5 MPa, bei kurzzeitiger Belastung p=20 bis <strong>25</strong> MPa.Gleitlager mit hohen Lastspitzen (Stoßbelastungen bis 60 MPa) hochbeanspruchteGleitplatten und Leisten.CuSn12Ni2-C - GSCuSn12Ni2-C - GZCuSn12Ni2-C - GCCuSn11Pb2-C - GSmittel schlecht mittelmittel schlecht mittelgut mittel gutSiehe G-CuSn11Pb2-C Eigenschaften, jedoch gleichmäßiger, 0,2%-Dehngrenze,Zugfestigkeit und Härte höher.Legierung aus Großbritanien. Neigt aufgrund des hohen Phosphorgehaltes zuFormstoffreaktionen. Phosphor steigert die Härte und Festigkeit auf Kosten derDehnung.Konstruktionswerkstoff mit hoher Dehnung, korrosions- und meerwasserbeständig.Gleitlager mit hohen Lastspitzen für p bis 120 MPa, z. B. Kurbel- undKniehebellager, Kolbenbolzenbuchsen, Buchsen für Kranlaufräder, unter Lastmit hoher Geschwindigkeit bewegte Spindelmuttern, sehr hoch belasteteGleitleisten.Einsatzmöglichkeiten wie CC482K und CC483K.Armaturen- und Pumpengehäuse, Leit-, Lauf- und Schaufelräder für PumpenundWasserturbinen.CuSn11Pb2-C - GZCuSn11Pb2-C - GCCuSn11P - GSCuSn11P - GMCuSn11P - GZCuSn11P - GCCuSn10-C - GSCuSn10-C - GMCuSn10-C - GZCuSn10-C - GCmittel schlecht schlechtgut mittel schlechtmittel schlecht schlechtmittel schlecht schlechtMittelharter Gleitlagerwerkstoff mit guten Notlaufeigenschaften;meerwasserbeständig.Konstruktionswerkstoff mit guter Festigkeit und Dehnung, gut gießbar,meerwasserbeständig.Konstruktionswerkstoff, gut gießbar, weich- und bedingt hartlötbar,meerwasserbeständig.Mittelharter Konstruktionswerkstoff, gut gießbar, korrosionsbeständig, gegen<strong>über</strong>Gebrauchwassern, auch bei erhöhten Temperaturen.CuSn7Zn4Pb7-C - GSCuSn7Zn4Pb7-C - GMCuSn7Zn4Pb7-C - GZCuSn7Zn4Pb7-C - GCWird bereits vielfach als Konstruktionswerkstoff verwendet.CuSn7Zn2Pb3-C - GSCuSn7Zn2Pb3-C - GMCuSn7Zn2Pb3-C - GZCuSn7Zn2Pb3-C - GCWasser- und Dampfarmaturengehäuse bis 226°C, normal beanspruchte Pumpengehäuseund dünnwandige verwickelte Gussstücke.CuSn5Zn5Pb5-C - GSDie Legierung wird speziell für dünnwandige Armaturen (bis 12 mm Wanddicke)verwendet, geeignet bis 2<strong>25</strong>°C.CuSn5Zn5Pb5-C - GMCuSn5Zn5Pb5-C - GZCuSn5Zn5Pb5-C - GCCuSn3Zn8Pb5-C - GSCuSn3Zn8Pb5-C - GZCuSn3Zn8Pb5-C - GCschlecht schlecht -gut mittel schlechtschlecht schlecht -schlecht schlecht -schlecht schlecht -Gleitwerkstoff „weicher“ Werkstoff ähnlich CC495K mit höheren <strong>Kupfer</strong>- undniedrigeren Zink-Gehalten.Konstruktionswerkstoff mit brauchbaren mechanischen Eigenschaften undDehnung, gut gießbar, ähnlich CC492K, jedoch mit niedrigeren Blei- undZink-Gehalten, meerwasserbeständig.Lagerwerkstoff mit guten Gleiteigenschaften und guter Verschleißfestigkeit, alsVerbundgusswerkstoff geeignet, gute Korrosionsbeständigkeit.Lagerwerkstoff mit guten Gleit- und Notlaufeigenschaften bei zeitweiligemSchmierstoffmangel und bei Wasserschmierung, als Verbundgusswerkstoffgeeignet, gut beständig gegen Schwefelsäure.Lagerwerkstoff mit besten Gleiteigenschaften, besonders gute Notlaufeigenschaftenbei zeitweiligem Schmierstoffmangel und bei Wasserschmierung. AlsVerbundgusswerkstoff geeignet. Gut beständig gegen Schwefelsäure. Gießtechnischschlechtere Eigenschaften als G-CuPb15Sn, der deshalb zu bevorzugenist.Lagerbuchsen, Gleitlager.Pumpengehäuse, dünnwandig verwickelte Gussstücke.Gleitlager mit hohen Flächendrücken, bei denen Kantenpressungen auftretenkönnen, z. B. Kalenderwalzen, Fahrzeuglager, Lager für Warmwalzwerke, Spitzenbeanspruchungenbei guter Schmierung bis p=60 MPa.Bei Verbundlagern in Verbrennungsmotoren, Beanspruchung bis 100 MPa,z. B. Kolbenbolzen und Getriebebuchsen, Anlaufscheiben.Lager mit hohen Flächendrücken, bei denen starke Kantenpressungen auftretenkönnen. Lager ohne Weißmetallausguss, auch mit eingegossenen <strong>Kupfer</strong>kühlrohrenfür Kaltwalzwerke. Spitzenbeanspruchung bei guter Schmierung bisp=50 MPa.Verbundlager für Verbrennungsmotoren, bevorzugt Kolbenbolzenbuchsen miteiner max. Beanspruchung bis 70 MPa, säurebeständige Armaturen und Gussstücke.Lager auch mit hohen Gleitgeschwindigkeiten; Lager für Mahlmaschinen,Wasserpumpen, Kalt-und Folienwalzwerke, Spitzenbeanspruchung bei guterSchmierung bis p=40 MPa. Korrosionsbeständige Armaturen und Gussstücke.Hochbeanspruchte Verbundlager in Verbrennungsmotoren, z. B. Kolbenbolzenbuchsenmit Beanspruchungen bis p=70 MPa.CuSn5Pb9-C - GSCuSn5Pb9-C - GMCuSn5Pb9-C - GZCuSn5Pb9-C - GCCuSn6Zn4Pb2-C - GSCuSn6Zn4Pb2-C - GMCuSn6Zn4Pb2-C - GZCuSn6Zn4Pb2-C - GCCuSn10Pb10-C - GSCuSn10Pb10-C - GMCuSn10Pb10-C - GZCuSn10Pb10-C - GCCuSn7Pb15-C - GSCuSn7Pb15-C - GZCuSn7Pb15-C - GCCuSn5Pb20-C - GSCuSn5Pb20-C - GZCuSn5Pb20-C - GC28 | Deutsches <strong>Kupfer</strong>institut


Auskunfts- und Beratungsstellefür die Verwendung von<strong>Kupfer</strong> und <strong>Kupfer</strong>legierungenAm Bonneshof 540474 DüsseldorfTelefon: (0211) 4 79 63 00Telefax: (0211) 4 79 63 10info@kupferinstitut.dewww.kupferinstitut.de

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