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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stahl-Pulver und dessen Sinter-Körper, insbesondere ein legiertes Stahl-Pulver, das auf Pulver-Metallurgie und auf einen Sinter-Körper angewendet wird, der aus legiertem Stahl-Pulver gefertigt ist.
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STAND DER TECHNIK
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Pulver-Metallurgie wurde ausgiebig genutzt, um verschiedene Metallprodukte, vor allem Maschinenteile, anzufertigen. Bei dem konventionellen Pulver-Metallurgie-Verfahren werden Metallpulver vermischt und dann gepresst, um einen Grünling bzw. Formling auszuformen; danach wird der Grünling bei hohen Temperaturen gesintert, wodurch die Atome diffundieren und sich Partikel verbinden, um einen Sinter-Körper mit einer hohen Dichte auszubilden. Mit den Fortschritten der Wissenschaft und Technik, wachsen auch die Anforderungen an die Formen-Komplexität und Maßgenauigkeit der Maschinenteile. Diese Anforderungen können nun durch Anwendung von Metallpulver-Spritzgieß-Verfahren (metal injection moulding, kurz MIM) erzielt werden, die die Techniken der Pulver-Metallurgie und des Kunststoff-Spritzgusses kombinieren, um hoch komplexe Werkstücke mit hoher Dichte und überragenden mechanischen Eigenschaften herzustellen.
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Beim MIM-Verfahren werden metallische Pulver und Bindemittel vermischt, um ein Ausgangsmaterial zu erhalten; das Ausgangsmaterial wird in eine Form gespritzt, um einen Grünling mittels einer Spritzgieß-Maschine auszubilden; der Grünling wird ausgeworfen und dann gesintert, um einen Sinter-Körper herzustellen. Die im MIM-Verfahren verwendeten Pulver sind üblicherweise schwach legierte Stahl- oder rostfreies Edelstahl-Pulver, die für die Herstellung von Bauteilen für elektronische Geräte geeignet sind, welche keine hohen Härten benötigen. Wenn hohe Härte und Festigkeit benötigt werden, werden die Teile in der Regel aus Werkzeugstahl gefertigt. Beispielsweise erfordern die Scharniere eines Notebook-Computers normalerweise einen Härtegrad bzw. Härtewert von HRC58. Daher werden häufig Werkzeugstähle, wie SKD11 (JIS, Japanese Industrial Standards) und D2 (AISI, American Iron and Steel Institute), für diese Anwendung eingesetzt. Diese Werkzeugstähle haben eine martensitische Matrix, die eine große Menge an Karbid aufweist, und haben somit eine überragende Härte und Verschleißfestigkeit. Die Standard-Sinter-Methode für diese Werkzeugstähle ist SLPS (Supersolidus Liquid Phase Sintering bzw. Supersolidus Flüssig-Phasensintern), die Teile bei einer Temperatur oberhalb des Solidus und unterhalb des Liquidus sintern. Die angemessene Temperatur für diese Werkzeugstahl-Pulver liegt in der Regel zwischen 5°C und 10°C. Wenn sie unterhalb des Temperaturbereiches liegt, gibt es keine ausreichende flüssige Phase und die Matrix wird austenitisch, in der die Atome langsam diffundieren. Als Ergebnis ist die Sinterdichte gering. Wenn die Sintertemperatur über dem Temperaturbereich liegt, wird durch zu viel flüssige Phase eine Verformung gebildet und verursacht. Darüber hinaus wird die Körnung gröber und ein sprödes Karbid-Netz ausgebildet. Somit weist der Sinter-Körper geringe mechanische Eigenschaften auf. Diese Sinter-Verhaltensweisen zeigen, dass Werkzeugstähle, wie SKD11 und D2, in der Regel ein sehr enges Sinter-Fenster haben. Somit ist die Produktions-Ausbeute bei der Verwendung von Standard-Sinteröfen sehr gering.
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Das
US-Patent Nr. 7.211.125 schlägt ein Stahl-Pulver mit verbessertem Sintergrad für Metallpulver-Spritzgieß-Verfahren und Sinter-Körper vor. Die Stahl enthält 0,1–1,8 Gew.% Kohlenstoff, 0,3–1,2 Gew.% Silizium, 0,1–0,5 Gew.% Mangan, 11,0–18,0 Gew.% Chrom und 2,0–5,0 Gew.% Niob, wobei der Rest aus Eisen und Verunreinigungen besteht. Das oben genannte MIM-Stahl-Pulver hat ein Sinter-Fenster von etwa 50°C. Allerdings ist Niob selten und teuer. Somit ist die Herstellung von Teilen mit einem solchen legierten Stahl-Pulver wirtschaftlich ineffizient.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Problem der hohen Materialkosten zu überwinden, die sich aus der Tatsache ergeben, dass das konventionelle Stahl-Pulver kein breiteres Sinter-Fenster aufweisen kann, wenn es 2,0–5,0 Gew.% Niob enthält.
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Zur Erreichung des oben genannten Ziels stellt die vorliegende Erfindung ein Stahl Pulver und deren Sinter-Körper bereit. Das Stahl-Pulver enthält Eisen als primäre Komponente und enthält ferner 1,4 bis 2,0 Gew.% Kohlenstoff, weniger als 1,0 Gew.% Silizium, weniger als 1,0 Gew.% Mangan, 11,0 bis 13,0 Gew.% Chrom, 0,3 bis 2,3 Gew.% Titan, weniger als 0,75 Gew.% einer Mischung aus Kupfer und Nickel, und weniger als 5,0 Gew.% von mindestens einem verfestigendem Element.
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In der vorliegenden Erfindung, wird Titan mit Kohlenstoff vermischt bzw. kombiniert, um Titan-Karbid beim Sintern auszubilden, das effektiv die Körnungs-Vergröberung hemmt, und somit nimmt die Dicke der Flüssigkeits-Schicht zwischen den Stahl-Pulvern ab. Folglich dehnt sich das Sinter-Fenster auf ca. 50°C aus. Im Vergleich zu herkömmlichen Materialien, benötigt die vorliegende Erfindung nur 0,3 bis 2,3 Gew.% Titan, wodurch die Materialkosten gesenkt und die Ausbeute erhöht werden können. Ferner kann die Erfindung die Korngröße verfeinern, um die mechanischen Eigenschaften, wie Festigkeit, Härte und Zähigkeit, zu verbessern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung der Sintertemperatur und Dichte des gesinterten Körpers im Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung der Sintertemperatur und Dichte des gesinterten Körpers im Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung der Sintertemperatur und Dichte des gesinterten Körpers im Beispiel 3 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung der Sintertemperatur und Dichte des gesinterten Körpers im Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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5 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung der Sintertemperatur und Dichte des gesinterten Körpers im Beispiel 5 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung der Sintertemperatur und Dichte des gesinterten Körpers im Beispiel 6 der vorliegenden Erfindung zeigt.
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7 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung der Sintertemperatur und Dichte des gesinterten Körpers im Vergleichsbeispiel 1 zeigt.
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8 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung der Sintertemperatur und Dichte des gesinterten Körpers in Vergleichsbeispiel 2 zeigt.
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9 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung der Sintertemperatur und Dichte des gesinterten Körpers in Vergleichsbeispiel 3 zeigt.
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10 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung der Sintertemperatur und Dichte des gesinterten Körpers im Vergleichsbeispiel 4 zeigt.
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11 ist ein Elektronen-Mikroskop-Bild der Probe, die bei einer Temperatur von 1260°C im Beispiel 1 gesintert wurde.
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12 ist ein Elektronen-Mikroskop-Bild der Probe, die bei einer Temperatur von 1240°C im Vergleichsbeispiel 1 gesintert wurde.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Die technischen Inhalte der vorliegenden Erfindung werden unten im Detail im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben.
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Das Stahl-Pulver der vorliegenden Erfindung enthält Eisen (Fe) als primären Bestandteil und enthält ferner 1,4 bis 2,0 Gew.% Kohlenstoff (C), weniger als 1,0 Gew.% Silizium (Si), weniger als 1,0 Gew.% Mangan (Mn), 11,0 bis 13,0 Gew.% Chrom (Cr), 0,3 bis 2,3 Gew.% Titan (Ti), weniger als 0,75 Gew.% einer Mischung aus Kupfer (Cu) und Nickel ( Ni), und weniger als 5,0 Gew.% von mindestens einem verfestigendem Element. Das verfestigende Element kann Molybdän (Mo), Vanadium (V), Wolfram (W) oder eine Kombination davon sein, und liegt vorzugsweise bei 0,2 bis 1,7 Gew.%. In der vorliegenden Erfindung kann ein Ursprung bzw. Lieferant von Titan in dem Stahl-Pulver von Titan-Pulver, einem Titan-haltigen vorlegiertem Pulver, einem Titan-haltigen Karbid-Pulver oder dem Titan stammen, das sich bereits während des Schmelzens vor der Pulver-Atomisierung in dem Metall-Pulver befindet. Das Titan-haltige Karbid-Pulver kann ein Titan-Karbid-Pulver, ein Wolfram-dotiertes Titan-Karbid-Pulver oder ein Vanadium-dotiertes Titan-Karbid-Pulver sein. Die bevorzugte durchschnittliche Korngröße des Titan-haltigen Karbid-Pulvers beträgt weniger als 5 μm. Außerdem kann ein Ursprung des Kohlenstoffs in dem Stahl-Pulver von Graphit oder Ruß stammen.
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In der vorliegenden Erfindung, kombiniert Titan mit Kohlenstoff, um Titan-Karbid zu bilden, das effektiv eine Kornvergröberung beim Sintern verhindern kann und das den Sinter-Körper vor schwerer Verformung nach dem Sintern bewahren kann. Daher kann das Stahl-Pulver der vorliegenden Erfindung zu einer hohen relativen Dichte in einem breiteren Temperaturbereich gesintert werden und der Sinter-Körper kann eine höhere Formstabilität haben. Ferner kann die Kornfeinheit stark die mechanischen Eigenschaften des gesinterten Körpers (wie Festigkeit, Härte und Zähigkeit) befördern. Wenn die Konzentration von Titan weniger als 0,3 Gew.% beträgt, wird der oben genannte Effekt nicht offensichtlich. Wenn die Konzentration von Titan höher als 2,3 Gew.% ist, wird der Sinter-Körper schwerlich die gewünschte Verdichtung erreichen.
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Kohlenstoff und Karbid können die Festigkeit und Härte des gesinterten Körpers erhöhen. Wenn die Konzentration von Kohlenstoff geringer als 1,4 Gew.% ist, kann der gesinterte Körper nicht die gewünschte Verschleißfestigkeit aufweisen, da die Menge von Chrom-Karbid gering ist. Wenn die Konzentration von Kohlenstoff höher als 2,0 Gew.% ist, nimmt die Zähigkeit des Sinter-Körpers ab. Mangan kann die Härte des gesinterten Körpers aufgrund seiner hohen Härtbarkeit verbessern. Allerdings neigt Mangan dazu, sich mit Sauerstoff zu verbinden, wenn das Stahl-Pulver durch eine Atomisierung angefertigt wird. Zuviel Mangan wird das Stahl-Pulver dazu bringen, dass es zu viel Sauerstoff enthält, und dies wird eine Entkohlung beim Sintern verursachen. Daher ist die Konzentration von Mangan vorzugsweise geringer als 1,0 Gew.%.
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Nach dem Sintern besteht Chrom in der Form einer festen Lösung in der Matrix und damit verbessert sich die Korrosions-Beständigkeit des Sinter-Körpers. Chrom kann sich auch mit Kohlenstoff verbinden, um Chrom-Karbid zu bilden, um die Härte des gesinterten Körpers zu verbessern. Die Konzentration von Chrom in der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 11,0 bis 13,0 Gew.%. Nickel und Kupfer bestehen in Form der festen Lösung in der Matrix, was die die Festigkeit des gesinterten Körper über die Verfestigung der festen Lösung verbessert. Die Konzentration von Nickel zuzüglich Kupfer ist vorzugsweise geringer als 0,75 Gew.%. Wenn das legierte Stahl-Pulver durch eine Atomisierungs-Methode hergestellt wird, wird Silizium sich mit Sauerstoff verbinden, um eine Oxidschicht auf der Oberfläche der Partikel auszubilden, und wird verhindern, dass das Pulver über-oxidiert. Wenn es zuviel Silizium gibt, wird die Oxidschicht zu dick sein, was das Sintern beeinträchtigt. Daher ist die Konzentration von Silizium vorzugsweise geringer als 1,0 Gew.%.
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Das verfestigende Element, wie Molybdän, Vanadium, Wolfram oder einer Kombination davon, verbindet sich mit Kohlenstoff, um Karbid auszubilden, und verbessert die Härte des gesinterten Körpers. Weniger als 0,2 Gew.% des verfestigenden Elements verringerte die Härte-steigernde Wirkung. Wenn die Konzentration des verfestigenden Elements mehr als 1,7% ausmacht, nimmt der Härtungs-Effekt ab. Daher beträgt die Konzentration des verfestigenden Elements vorzugsweise 0,2 bis 1,7 Gew.%.
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Die nachfolgend aufgeführten Beispiele werden verwendet, um die vorliegenden Erfindung weiter zu veranschaulichen. Allerdings dienen die Beispiele nur zur Veranschaulichung, nicht aber zur Beschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung. Die chemischen Zusammensetzungen der Beispiele 1–6 und Vergleichsbeispiele 1–4, die in Table. 1 aufgeführt sind, wurden verwendet, um Teile mit Hilfe des Metallpulver-Spritzgieß-(MIM)Verfahrens anzufertigen. Die Dichten und Verformungen der Proben, die bei unterschiedlichen Temperaturen gesintert wurden, wurden gemessen.
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In den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden das legierte Stahl-Pulver und eine entsprechende Menge an Bindemittel in einem Z-Schaufel-Mischer bei einer Temperatur von 150°C für 1 Stunde gemischt, um ein körniges Ausgangsmaterial zu bilden, wobei das Gewicht des Bindemittels 7 Gew.% betrug. Als nächstes wurde das Ausgangsmaterial in eine Spritzgießmaschine gegeben, um säulenförmige Proben anzufertigen, die jeweils einen Durchmesser von 12,5 mm und eine Höhe von 20 mm aufwiesen. Anschließend wurden die Proben in einem Vakuumofen entbunden, wobei die Temperatur auf 650°C bei einer Rate von 5°C/Minute angehoben wurde und dann bei 650°C für 1 Stunde gehalten wurde. Anschließend wird die Temperatur auf eine bestimmte Sinter-Temperatur bei einer Rate von 10°C/Minute angehoben und wird bei der angegebenen Temperatur für 1 Stunde zum Sintern gehalten. Dann wird die Temperatur verringert, um den Sinter-Körper zu erhalten. Hierdurch wird das Stahl-Pulver der vorliegenden Erfindung mittels des MIM-Verfahrens veranschaulicht. In der Praxis kann das Stahl-Pulver der vorliegenden Erfindung auch für andere Prozesse, wie Press-und-Sinter-Verfahren, verwendet werden.
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Die Dichte des Sinter-Körpers wurde mittels der archimedischen Methode gemessen. Die 1–6 und 7–10 zeigen jeweils die Dichten der Proben, die bei unterschiedlichen Temperaturen gesintert wurden, in den Beispielen 1–6 und den Vergleichsbeispielen 1–4. Die gemessenen Dichten und die theoretischen Dichten sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Die relativen Dichten, die unter Verwendung der Tabelle 2 berechnet werden, sind in der Tabelle 3 aufgeführt. Der Grad der Verformung wurde durch Messung der Durchmesser an beiden Enden jeder Probe ausgewertet, und die erhaltenen Daten sind in der Tabelle 4 aufgeführt. Wenn die Differenz der Durchmesser an den beiden Enden mehr als 1% betrug, wurde die Probe mit X markiert, was bedeutet, dass die Abmessungen der Probe nicht qualifiziert sind. Wenn die Differenz der Durchmesser an den beiden Enden weniger als 1% betrug, wurde die Probe mit O markiert, was bedeutet, dass die Abmessungen der Probe qualifiziert sind. Wenn die relative gesinterte Dichte 98% beträgt oder höher ist und die Abmessungen qualifiziert sind, wird die verwendete Sinter-Temperatur, einschließlich eines ±5°C Messfehlers, als ausreichend erachtet.
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BEISPIEL 1
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In diesem Beispiel wurde das vorlegierte Pulver durch ein Atomisierungs-Verfahren aufbereitet. Das Titan wird während des Schmelzens zugefügt und ist somit bereits in dem atomisierten Pulver vorhanden. Die 1 zeigt, dass die gesinterte Probe eine relative Dichte von 98% oder mehr in einem Temperaturbereich zwischen 1230°C und 1280°C erreicht. Die gesinterte Probe erreicht auch qualifizierte Abmessungen bzw. Dimensionen in einem Temperaturbereich zwischen 1230°C und 1270°C. Daher beträgt das Sinter-Fenster 50°C (1225 bis 1275°C). In diesem Beispiel enthält die gesinterte Probe 1,6 Gew.% Kohlenstoff.
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BEISPIEL 2
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In diesem Beispiel wurde das vorlegierte Pulver des Vergleichsbeispiels 1 mit 1,0 Gew.% Titan-Karbid-(TiC)Pulver gemischt. Die 2 zeigt, dass die gesinterte Probe eine relative Dichte von 98% oder mehr in einem Temperaturbereich zwischen 1240°C und 1270°C erreicht. Die gesinterte Probe erreicht auch qualifizierte Dimensionen in einem Temperaturbereich zwischen 1240°C und 1260°C. Daher beträgt das Sinter-Fenster 30°C (1235–1265°C). In diesem Beispiel enthält die gesinterte Probe 1,54 Gew.% Kohlenstoff.
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BEISPIEL 3
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In diesem Beispiel wurde das vorlegierte Pulver des Vergleichsbeispiels 1 mit 2,0 Gew.% Titan-Karbid-(TiC)Pulver gemischt. Die 3 zeigt, dass die gesinterte Probe eine relative Dichte von 98% oder mehr in einem Temperaturbereich zwischen 1240°C und 1290°C erreicht. Die gesinterte Probe erreicht auch qualifizierte Dimensionen in einem Temperaturbereich zwischen 1240°C und 1280°C. Daher beträgt das Sinter-Fenster 50°C (1235–1285°C). In diesem Beispiel enthält die gesinterte Probe 1,68 Gew.% Kohlenstoff.
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BEISPIEL 4
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In diesem Beispiel wurde das vorlegierte Pulver des Vergleichsbeispiels 1 mit 2,0 Gew.% aus einem Titan-haltigen zusammengesetzten Karbid-Pulver gemischt, das 50 Gew.% Titan-Karbid-(TiC)Pulver und 50 Gew.% Wolfram-Karbid-(WC)Pulver enthält. Die 4 zeigt, dass die gesinterte Probe eine relative Dichte von 98% oder mehr in einem Temperaturbereich zwischen 1240°C und 1260°C erreicht. Die gesinterte Probe erreicht auch qualifizierte Dimensionen in einem Temperaturbereich zwischen 1240°C und 1250°C. Daher beträgt das Sinter-Fenster 20°C (1235–1255°C). In diesem Beispiel enthält die gesinterte Probe 1,53 Gew.% Kohlenstoff.
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BEISPIEL 5
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In diesem Beispiel wurde das vorlegierte Pulver des Vergleichsbeispiels 2 mit 2,0 Gew.% Titan-Karbid-(TiC)Pulver gemischt. Die 5 zeigt, dass die gesinterte Probe eine relative Dichte von 98% oder mehr in einem Temperaturbereich zwischen 1240°C und 1290°C erreicht. Die gesinterte Probe erreicht auch qualifizierte Dimensionen in einem Temperaturbereich zwischen 1240°C und 1280°C. Daher beträgt das Sinter-Fenster 50°C (1235–1285°C). In diesem Beispiel enthält das gesinterte Probe 1,64 Gew.% Kohlenstoff.
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BEISPIEL 6
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In diesem Beispiel wurde das vorlegierte Pulver des Vergleichsbeispiels 1 mit 2,0 Gew.% Titan-Pulver vermischt.
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Die 6 zeigt, dass die gesinterte Probe eine relative Dichte von 98% oder mehr in einem Temperaturbereich zwischen 1260°C und 1290°C erreicht. Die gesinterte Probe erreicht auch qualifizierte Dimensionen in einem Temperaturbereich zwischen 1260°C und 1280°C. Daher beträgt das Sinter-Fenster 30°C (1255 bis 1285°C). In diesem Beispiel enthält das gesinterte Probe 1,52 Gwe.% Kohlenstoff.
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VERGLEICHSBEISPIEL 1
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In diesem Vergleichsbeispiel wurde das vorlegierte Pulver durch ein Atomisierungs-Verfahren hergestellt und hatte eine Zusammensetzung ähnlich der von kommerziellem Werkzeugstahl SKD11. Die 7 zeigt, dass die gesinterte Probe eine relative Dichte von 98% oder mehr in einem Temperaturbereich zwischen 1240°C und 1250°C erreicht. Die gesinterte Probe erreicht auch qualifizierte Dimensionen bei einer Temperatur von etwa 1240°C. Daher beträgt das Sinter-Fenster 10°C (1235–1245°C). In diesem Vergleichsbeispiel enthält die gesinterte Probe 1,52 Gew.% Kohlenstoff.
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VERGLEICHSBEISPIEL 2
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In diesem Vergleichsbeispiel wurde das vorlegierte Pulver durch ein Atomisierungs-Verfahren hergestellt und hatte eine Zusammensetzung ähnlich der von kommerziellem Werkzeugstahl D2. Die 8 zeigt, dass die gesinterte Probe eine relative Dichte von 98% oder mehr in einem Temperaturbereich zwischen 1240°C und 1250°C erreicht. Die gesinterte Probe erreicht auch qualifizierte Dimensionen bei einer Temperatur von etwa 1240°C. Daher beträgt das Sinter-Fenster 10°C (1235–1245°C). In diesem Vergleichsbeispiel enthält die gesinterte Probe 1,48 Gew.% Kohlenstoff.
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VERGLEICHSBEISPIEL 3
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In diesem Vergleichsbeispiel wurden elementare Pulver verwendet und Wolfram wurde aus 2 Gew.% Wolfram-Karbid-(WC)Pulver bezogen. Die 9 zeigt, dass die gesinterte Probe eine relative Dichte von 98% oder mehr in einem Temperaturbereich zwischen 1210°C und 1220°C erreicht. Die gesinterte Probe erreicht qualifizierte Dimensionen bei einer Temperatur von etwa 1210°C. Daher beträgt das Sinter-Fenster 10°C (1205–1215°C). In diesem Vergleichsbeispiel enthält die gesinterte Probe 1,47 Gew.% Kohlenstoff.
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VERGLEICHSBEISPIEL 4
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In diesem Vergleichsbeispiel wurden elementare Pulver verwendet und Chrom wurde von 2 Gew.% Chrom-Karbid-(Cr3C2)Pulver bezogen. Die 10 zeigt, dass die gesinterte Probe eine relative Dichte von 98% oder mehr in einem Temperaturbereich zwischen 1240°C und 1250°C erreicht. Die gesinterte Probe erreicht qualifizierte Dimensionen bei einer Temperatur von etwa 1240°C. Daher beträgt das Sinter-Fenster 10°C (1235–1245°C). In diesem Vergleichsbeispiel enthält die gesinterte Probe 1,55 Gew.% Kohlenstoff.
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In den Vergleichsbeispielen 1–4 beträgt das Sinter-Fenster nur etwa 10°C. Allerdings erweitert sich das Sinter-Fenster des in dieser Erfindung vorgeschlagenen Stahl-Pulvers auf einen Bereich zwischen 20°C und 50°C in den Beispielen 1–6. Die 11 zeigt ein Elektronen-Mikroskop-Bild der Probe nach Beispiel 1, die bei 1260°C gesintert wurde. Man sieht, dass die durchschnittliche Korngröße etwa 11 μm beträgt. Im Vergleich dazu zeigt die 12 ein Elektronen-Mikroskop-Bild der Probe, die bei 1240°C nach dem Vergleichsbeispiels 1 gesintert wurde. Aus der 12 ist ersichtlich, dass die durchschnittliche Korngröße etwa 86 μm beträgt. Daher kann die Zugabe von Titan in der vorliegenden Erfindung wirksam das Kornwachstum hemmen bzw. verhindern.
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In der vorliegenden Erfindung, kombiniert Titan mit Kohlenstoff, um Titan-Karbid zu bilden und hemmt das Kornwachstum beim Sintern. Dadurch kann das Stahl-Pulver der vorliegenden Erfindung zu einem hoch-dichten Körper gesintert werden, der eine überragende Dimensionsstabilität in einem erweiterten Sinter-Fenster von 50°C aufweist. Die vorliegende Erfindung benötigt nur 0,3 bis 2,3 Gew.% Titan. Außerdem kann Titan einfacher gewonnen bzw. bezogen werden. Daher weist die vorliegende Erfindung niedrigere Materialkosten auf. Ferner kann die Erfindung die Körnung des gesinterten Körpers verfeinern und dessen mechanische Eigenschaften befördern.
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Die oben beschriebenen Ausführungsformen dienen nur zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung, aber nicht zur Beschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung. Jede gleichwertige Veränderung oder Variante nach dem Geist der Erfindung soll auch in den Umfang der vorliegenden Erfindung einbezogen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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