Mechanische Eigenschaften von Münzlegierungen

Abstract

Für eine effektive Verarbeitung von Metallen sowie allfällige Simulationen werden Daten der mechanischen Eigenschaften der Legierungen benötigt. Eine eingehende Literaturecherche hat ergeben, dass von Gold-Kupferlegierungen bzw. Silber-Kupferlegierungen nur wenige, unspezifische Daten bekannt sind. Daher wurden die Eigenschaften ausgewählter Münzmetalle und Legierungen mittels Zugversuch (einachsiger Spannungszustand) und anschließender Bruchflächenanalyse, Druckversuch (mehrachsiger Spannungszustand), Mikrohärtemessung sowie Resonanzfrequenzmessung untersucht. Zusätzlich wurden die Gefüge der Materialien mittels Metallographie charakterisiert. Es wurden Feingold (Au999,9), Gold Au986 sowie Feinsilber Ag999, Sterlingsilber Ag925 und Silber Ag333 in verschiedenen Walzgraden untersucht. Die Festigkeit, Härte sowie der E-Modul nahmen dabei mit steigendem Walzgrad sowie steigendem Kupfergehalt zu, und waren bei Silber und Silberlegierungen deutlich höher als bei Gold und Goldlegierungen. Die Gefügeanalyse erfolgte mittels Elektropolieren und -ätzen bei optimierten Elektrolyten und Polierparametern. Die Änderung des Gefüges durch Kaltverformung sowie nachgeschaltete Wärmebehandlungen konnten gezeigt werden.

Mechanical properties data of alloys are a prerequisite for an effective manufacture of metals and modelling. Unfortunately only few bibliographic data are available for gold-coper and silver-copper alloys. Mechanical properties of selected coin-alloys (Au 999.9, Au986, Ag999, Ag925 and Ag333) were investigated by tensile tests and fracture surface analysis, as well as by compression tests, microhardness and resonance frequency measurements. The microstructure was characterized by metallographic means. Strength, hardness and Young's Modulus generally increase with increasing Cu content and increasing degree of deformation, Ag and Ag-alloys have significant higher strength and hardness compared to Au and Au-alloys. Microstructural analysis was performed by electro-polishing and -etching, microstructural modifications by cold working and subsequent heat treatments could be identified.