EoW September 2010

technischer artikel Nachhaltigkeit bei der Werkstoffentwickung und Werkstoffherstellung Von Ralf Hojda, Dr Michael Köhler, James Schraml

1 Einleitung Knapper werdende Ressourcen belasten zunehmend den wirtschaftlichen Erfolg im privaten und industriellen Bereich. Betroffen sind sind Energieversorgung und Grundstoffe gleichermaßen. dreistelligen Prozentbereich haben bei den Herstellern von Halbzeugen aus Kupferlegierungen dafür gesorgt, dass sich das Verhältnis zwischen Wertschöpfung und Metallwert in den letzten Jahren von einem ausgewogenen Zustand hin zu einem Faktor von eins zu drei entwickelt hat. Standen in der Vergangenheit die mechanischen und technologischen Eigenschaften bei der Auswahl einer geeigneten Legierung im Vordergrund, so hat inzwischen der Metallwert an Bedeutung gewonnen. Auswirkungen hat dies auch auf die Entwicklung und Herstellung von Legierungen. guten Recyclierbarkeit von neuen Legierungen und Verbundwerkstoffen beschäftigen die Entwickler ebenso wie der Ansatz, über höherfeste Legierungen eine geringere Wandstärke, sprich einen ressourcenschonenderen Materialeinsatz zu realisieren. In diesem Artikel werden die Aspekte der guten Reyclierbarkeit und des reduzierten Materialeinsatz an zwei Entwicklungsbeispielen dargestellt. Zum einen handelt es sich bei diesen beschriebenen Werkstoffen um eine neue Legierung mit hoher Leitfähigkeit, die auch in verzinnter Form uneingeschränkt recyclierbar ist, zum anderen um eine hochfeste Bronze, die neben einer einfachen Rückführung in den Wertstoffkreislauf vor allem ein hohes Potential bietet, das sich für den Einsatz in vielen Miniaturisierung- Applikationen eignet und daher einen ressourcenschonenden Materialeinsatz bietet. Preissteigerungen im Fragestellungen nach einer

2 Beispiele 2.1 Entwicklung 1

Gesamtsystems dar. Oftmals schließen sich die Eigenschaftsanforderungen gegeneinander aus, wie beispielsweise wenn die Kombination einer guten Leitfähigkeit mit hoher Korrosionsbeständigkeit spezifiziert ist. Verbessern Legierungselemente im Kupfer, wie Nickel und Chrom, einerseits die Korrosionsbeständigkeit, so verringern sie andererseits die Leitfähigkeit erheblich (siehe Bild 1) .

An Verbindungselemente in der Elektro- technik und Elektronik werden eine Vielzahl von Anforderungen gestellt. Die mechanische Festigkeit, die elektrische Leitfähigkeit und die Korrosionsbeständigkeit stellen wichtige Kriterien für die sichere Funktion der Bauteile über die Lebensdauer des

Bild 1 ▼ ▼ : Einfluss von Legierungselementen auf die elektrische Leitfähigkeit von Kupfer

Elektrische Leitfähigkeit in m/O mm 2

Elektrische Leitfähigkeit in % IACS (International Annealed Copper Standard)

Zusätze in Massen %

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EuroWire – September 2010