DE1291514B

DE1291514B - Pulvermischung auf Eisenbasis fuer die Herstellung von Sintergegenstaenden

Info

Publication number: DE1291514B
Application number: DE1966B0087417
Authority: DE
Inventors: Marshall Peter Robert Shirley; Ewart Charles Godfrey B Wasser
Original assignee: BOUND BROOK Ltd
Current assignee: BOUND BROOK Ltd
Priority date: 1965-06-08
Filing date: 1966-06-04
Publication date: 1969-03-27
Also published as: GB1074911A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Pulvennischung gepreßte Material bei hoher Temperatur in einer auf Eisenbasis für die Herstellung von Sintergegen- Schutzatmosphäre zu einer Eisenlegierung gesintert, ständen. Die Pulvermischung wird nach an sich be- Gemäß der Erfindung enthält eine Eisensinterpulver-

kannten Verfahren bei mäßig hohem Druck gepreßt, mischung zur Herstellung eines gepreßten und gesin-

z. B. bei Drücken zwischen 15 und 78 kg/mm² und das 5 terten Teiles folgende Bestandteile:

Eisen und die üblichen Verunreinigungen

Gewichtsprozent

Kupfer 1 bis 10

Mangan 1 bis 5

Bor 0,01 bis 0,25

Kohlenstoff 0,01 bis 1,00

Eineerfindungsgemäße Mischungwird durchMischen gegenstandes. So hat z. B. eine 5 °/o Kupfer enthaltende von Eisen, Mangan und Kupfer in Pulverform unter 15 Eisenlegierung, die zu einer Dichte von 6,2 g/cm³ geEinhaltung der vorgenannten Mengenverhältnisse her- preßt worden ist, eine Zugfestigkeit von 19,95 kg/mm^a gestellt, wobei zwei \ßndiesen Metallen mit Graphit bei einer Dehnung von Ibis 2 °/₀ und einer Vickershärte und einer Borverbindung, wie z. B. Borsäure, vorge- HV10 von 54 kg/mm². Gibt man so viel Mangan zu, sintert sein können. daß die Legierung 4,4% Kupfer und 2,4% Mangan

Die Pulver werden sorgfältig bis zur homogenen 20 enthält, und preßt man zur gleichen Dichte, so steigt Verteilung vermischt, und ein Gleitmittel, z. B. Stearat- die Zugfestigkeit auf 35,7 kg/mm² bei gleicher Dehpulver oder ein anderes der bekannten und geeigneten nung und einer Härte von 140 bis 150 kg/mm^a. Gleitmittel, wird in geeigneter Menge in die Mischung Vorzugsweise liegt der Kupfergehalt innerhalb eines

eingearbeitet, um das Pressen zu erleichtern. Bereiches von 3 bis 6% und der Mangangehalt inner-

Die Erfindung ergibt sich aus der Erkenntnis, daß 25 halb eines Bereiches von 2 bis 4%. die Zugabe von Mangan zu einem Eisensinterpulver Vorzugsweise wird Borsäure, Borsäureanhydrid besonders günstig in Gegenwart von Kupfer und oder ein Metallborat, wie z. B. Cupriborat, als Fluß-Kohlenstoff sowie den anderen Hauptbestandteilen mittel verwendet; die Menge Flußmittel, die zu der ist. Jedoch ist Mangan ein Element, das dazu neigt, Metallpulvermenge zugegeben wird, ist so bemessen, besonders als feines Pulver bei hoher Temperatur, als 3° daß der Borgehalt innerhalb des angegebenen BeSchmelze oder als Bestandteil einer Schmelze, Sauer- reiches von 0,01 bis 0,25 %> vorzugsweise innerhalb stoff aus Sauerstoff haltigen Materialien seiner Um- des Bereiches von 0,05-Ws-OiOS¹¹Z₀ liegt, gebung zu adsorbieren. In kleinen Mengen in fester Nach sorgfältigem Vermischen wird die Pulveroder geschmolzener'Lösung mit anderen Metallen mischung bei Raumtemperatur mit einem Druck kann das gebildete Oxyd zu Mangan reduziert werden 35 zwischen 10 und 78 kg/mm² gepreßt. Nach Entfernen durch Kohlenstoff, welcher, wie bereits gesagt, der der Preßwerkzeuge wird das geformte Material in Pulvermischung in der erforderlichen Menge, normaler- einer Schutzatmosphäre bei einer Temperatur, die weise in Form von Graphit zugegeben ist. vorzugsweise im Bereich zwischen 1050 und 1400⁰C

Es wurde gefunden, daß zusätzlich zu dem oben- liegt für eine Zeitdauer zwischen 5 und 60 Minuten genannten Problem, das sich aus der Verwendung von 40 vorgesintert, wobei die Temperatur während der Mangan ergibt, ein weiteres darin besteht, daß bei ganzen Sinterzeit weitgehend konstant gehalten wird. Verwendung der in der Metallkeramik gebräuchlichen Das gesinterte Material wird in einer Schutzatmosphäre Pulver das Mangan schwer mit dem Eisen und den abgekühlt und ist dann gebrauchsfertig. Die Erfindung anderen anwesenden Metallen zusammensintert und schließt die gesinterten Teile, die aus einer Eisensinterin diese hineindiffundiert. Der Grund hierfür liegt 45 pulvermischung der vorgenannten Zusammensetzungen darin, daß Mangan; bei der Sintertemperatur schnell hergestellt sind, ein.

mit einem zähen Oxydfilm bedeckt wird; selbst wenn Eine geeignete Schutzatmosphäre entsteht durch

die Sintertemperatur über den Schmelzpunkt des Kracken von Ammoniak, und der Preßdruck wird so Mangans (1240⁰C) gebracht wird, ist der Oxydfilm gewählt, daß die gewünschte Enddichte erreicht wird, stark genug, das Mangan vom Eisen getrennt zu 50 Ungefähr 39 kg/mm² Druck sind nötig, um die Pulverhalten. Um diesen Nachteil zu vermeiden und »Be- mischung so zusammenzudrücken, daß die Dichte des netzen« des Eisens durch Mangan zu verwirklichen, gesinterten Körpers 6,2 g/cm³ beträgt. Um eine Dichte ist ein Flußmittel verwendet worden. Als Flußmittel von 6,7 g/cm³ nach-dem Sintern zu-erreichen, ist ein eignen sich am besten ein Borat oder Borsäure, die Preßdruck von etwa 55 kg/mm² erforderlich, in einer Menge zugegeben werden, welche einen pro- 55 Wenn die Dimensionen der fertigen Körper in sehr zentualen Borgehalt der Mischung innerhalb oben engen Grenzen gehalten werden müssen, können die angegebener Grenzen gewährleistet. Selbst wenn das gesinterten Teile planiert oder kalibriert werden; dies Sintern bei Temperaturen unter dem Schmelzpunkt sind Bearbeitungen, welche schon weitgehend an des Mangans ausgeführt wird, löst das Flußmittel gesinterten Materialien vorgenommen werden, um den Oxydfilm vom Mangan ab und gestattet ein 60 Dimensionsgenauigkeit zu erreichen, schnelleres und vollständigeres Sintern. Die Ge- Beispiele für Produkte, die aus Mischungen gemäß

genwart anderer Metalle, insbesondere Kupfer, stört der Erfindung hergestellt worden sind, werden in der die Wirkung der borhaltigen Verbindung als Fluß- nachstehenden Tabelle wiedergegeben, welche die mittel nicht. Verbesserung der physikalischen Eigenschaften, vor

Einer der unerwarteten Vorteile, der durch die 65 allem im Hinblick auf die Zugfestigkeit, erkennen Kombination von Mangan und Kupfer in dem oben lassen. In jedem Fall wurde der gepreßte Teil bei angegebenen Mengenverhältnis erzielt wird, ist ein 115O⁰C in einer Atmosphäre von gekracktem Ammosehr starkes Ansteigen der Zugfestigkeit des Sinter- niak 30 Minuten lang gesintert.

	3	Mn	B	C	Fe	Dichte	4	Dehnung	Vickershärte HVlO
	Gewichtsprozent	2,4	0,04	0,4	Rest	g/cm*	Zugfestigkeit	%	kp/mm^s
Cu	2,4	0,04	0,4	Rest	6,70 6,20	kg/mm¹	1 IV·	150 bis 160 140 bis 150
4,4	4,4	0,04	0,4	Rest	6,70 6,22	53,2 35,7	1 1	100 bis 120 110 bis 130
1,3	2,4	0,16	0,4	Rest	6,40 5,94	44,1 34,3	1 1	260 bis 270 160 bis 200
4,4				6,52 6,08	25,9 21,7	1 1	140 bis 150 110 bis 120
4,4			49,0 34,3

Claims

Patentansprüche:

1. Pulvermischung auf Eisenbasis für die Herstellung von Sintergegenständen, bestehend aus

1 bis 10 Gewichtsprozent Kupfer, _ao

1 bis 5 Gewichtsprozent Mangan, 0,01 bis 0,25 Gewichtsprozent Bor, 0,01 bis 1,00 Gewichtsprozent Kohlenstoff,

Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, die jedoch kein Nickel enthalten. as

2. Pulvermischung nach Anspruch 1 mit einem Kupfergehalt an 3 bis 6 Gewichtsprozent.

3. Pulvermischung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Mangangehalt von 2 bis 4 Gewichtsprozent.

4. Pulvermischung nach Anspruch 1 bis 3 mit einem Borgehalt von 0,03 bis 0,08 Gewichtsprozent.

5. Pulvermischung nach Anspruch 1 bis 4, dessen Borgehalt durch Borsäure, Borsäureanhydrid oder Metallborat, wie Cupriborat, eingebracht ist.