DE2365046A1

DE2365046A1 - POWDER METALLURGICAL PROCESSING OF HIGH PERFORMANCE ALLOYS

Info

Publication number: DE2365046A1
Application number: DE2365046A
Authority: DE
Inventors: Dennis G Dreyer; Edward M Foley; Jun Herbert E Rogers
Original assignee: Cabot Corp
Current assignee: Deloro Stellite LP
Priority date: 1973-01-15
Filing date: 1973-12-28
Publication date: 1974-07-18
Also published as: FR2213826A1; FR2213826B1; JPS5756523B2; BR7400159D0; SE401110B; US3846126A; CH587091A5; HU168185B; JPS5729501A; AU6446274A; PL88512B1; JPS5933654B2; DD112725A5; AR199602A1; DE2365046C2; ES422274A1; IN140276B; NL7400498A; ZA739585B; GB1457661A

Description

Pulvermetallurgische Verarbeitung von HochleistungslegierungenPowder metallurgical processing of high-performance alloys

Die vorliegende Erfindung betrifft die pulvermetallurgische verarbeitung von Hochleistungslegierungen, insbesondere die pulvermetallurgische Herstellung von Gegenständen aus Hartmetall-Legierungen. The present invention relates to the powder metallurgical processing of high-performance alloys, in particular to Powder metallurgical production of objects from hard metal alloys.

Die in Präge kommenden Legierungen sind chromhaltige Hochleistungslegierungen auf Kobalt-, Nickel- und Eisen-Basis, welche gegenüber Abrieb, Wärmeeinwirkung und Korrosion beständig sind. Diese Legierungen sind etwa gar nicht bearbeitbar oder nur sehr schwer zu bearbeiten, die gewöhnlich als Gußstücke hergestellt und wenn erforderlich, geschliffen oder maschinell bearbeitet werden. Viele kleine Gegenstände aus solchen Hochleistungslegierungen, wie etwa die Drahtführungen an Textilmaschinen, Ventilsitz*-Einsätze und ähnliche Gegenstände sind schwierig und teuer in den erforderlichen Mengen zu gießen. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, solche Gegenstände nach pulvermetallurgischen Verfahren herzustellen, wie etwa im Schleuderguß, oder durch Verpressen feiner Pulver in die Form der Gegenstände und alischließende Sinterung. Obwohl sich solche Verfahren für viele Legierungen als zufriedenstellend und wirtschaftlich erwiesen haben, erwies es sich als schwierig undThe alloys that are embossed are high-performance alloys containing chromium based on cobalt, nickel and iron, which are resistant to abrasion, heat and corrosion. These alloys, for example, cannot be machined at all or can only be machined with great difficulty, and are usually manufactured as castings and if necessary, ground or machined. Many small items made from such high-performance alloys, such as the wire guides on textile machines, valve seat inserts and similar items difficult and expensive to pour in the required quantities. There has been no shortage of attempts to investigate such objects Powder metallurgical processes, such as centrifugal casting, or by pressing fine powders into the mold of the objects and alli-closing sintering. Although such processes have proven to be satisfactory and economical for many alloys Having proven it proved difficult and

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teuer, sie auch auf solche Legierungen anzuwenden, die so hart waren, wie die hier betroffenen Hochleistungslegierungen.expensive to apply them to alloys that were as hard as the high-performance alloys in question.

Eine Schwierigkeit besteht darin, an den fertigen Gegenständen die gewünschte Dichte zu erreichen. Bislang war allgemein angenommen worden, daß die Pulverteilchen sphärische Form und in einem weiten Korngrößenbereich eine willkürliche Korngrößenverteilung aufweisen sollten, um eine optimale Packungsdichte zu erreichen und damit die nachfolgende Verdichtung zu erleichtern. In der US-Patentschrift 3 639 179 mit dem Titel "Verfahren zur Herstellung großkörniger Superlegierungen" wird ein Korngrößenbereich von ungefähr 150 bis ungefähr 10 Mikron genannt. Bei den eigenen Untersuchungen wurde dagegen festgestellt, daß eine Vielzahl von Pulvern aus Hochleistungslegierungen bei der Verdichtung auf diesem Wege nur in einem sehr engen Temperaturbereich gesintert oder in einigen Fällen gar nicht gesintert werden kann.One difficulty is achieving the desired density on the finished articles. So far it was generally accepted that the powder particles have a spherical shape and an arbitrary grain size distribution in a wide range of grain sizes should have in order to achieve an optimal packing density and thus to facilitate the subsequent compression. U.S. Patent 3,639,179 entitled "Method for Large grain superalloys production "becomes a grain size range called from about 150 to about 10 microns. In our own investigations, however, it was found that one Large number of powders made of high-performance alloys when compacted in this way only in a very narrow temperature range sintered or, in some cases, not sintered at all.

Die Untersuchungen haben gezeigt, daß die Sinterung von Metallpulvern im allgemeinen durch Verminderung der Teilchengröße der Pulver bis auf eine Korngröße von 0,04 mm und feiner verbessert werden kann. Erfolgt dies durch Aussieben der Pulver durch ein feines Sieb, so wird nur ein solch geringer Pulveranteil verwendet, daß dieses Verfahren nicht wirtschaftlich durchgeführt werden kann. Wird eine Legierungsschmelze zu Pulver atomisiert, eine Pulverform, die in der Pulvermetallurgie in weitem Umfang eingesetzt wird, so weisen z.B. nur 25 bis 35 % des Pulvers eine Korngröße von 0,04 mm (-325 mesh) auf. Im Rahmen der eigenen Entwicklungsarbeiten wurde daraufhin versucht, das auf dem Sieb zurückbleibende .The investigations have shown that the sintering of metal powders can generally be improved by reducing the particle size of the powder to a particle size of 0.04 mm and finer. If this is done by sieving the powder through a fine sieve, only such a small proportion of powder is used that this process cannot be carried out economically. If an alloy melt is atomized into powder, a powder form that is widely used in powder metallurgy, for example only 25 to 35 % of the powder has a grain size of 0.04 mm (-325 mesh). As part of our own development work, an attempt was then made to remove what was left on the sieve.

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Pulver bis zu einer feineren Korngröße zu vermählen, und es wurde dabei gefunden, daß aus den hier in Betracht kommenden Hochleistungslegierungen sinterbare Pulver erhalten werden können. In vielen Fällen wurde jedoch gefunden, daß ein solches Pulver unter Druck mangelhafte Frittung (coherence) aufwies, abgesehen von den Fällen, wo das Pulver bis zu einer deutlich kleineren Korngröße als für die Sinterung erforderlich, vermählen worden war.Grind powder to a finer grain size, and it it was found that sinterable powders are obtained from the high-performance alloys under consideration here can. In many cases, however, it was found that such a powder exhibited poor frying (coherence) under pressure, apart from the cases where the powder is down to a significantly smaller grain size than required for sintering, had been married.

Bei der Herstellung von Gegenständen aus Eisenpulver oder den Pulvern üblicher Legierungen ist es gebräuchlich, die Pulver zu rohen Preßlingen zu verdichten, welche die Form der gewünschten Gegenstände aufweisen, und diese Preßlinge anschließend in einen Ofen zu überführen, wo sie gesintert werden. Diese Preßlinge (compacts) müssen ihre Form beibehalten, bis die Teilchen durch die Sinterung miteinander verbunden sind. Die Zugbean-In the manufacture of objects from iron powder or the powders of common alloys, it is common to use powders to compact raw compacts, which have the shape of the desired objects, and then these compacts in to transfer them to a furnace where they are sintered. These compacts must retain their shape until the particles are connected to one another by sintering. The pulling

rohen
spruchungen, welche.solche/Preßlinge aushalten müssen, hängen u.a. von der Form des Preßlings und seinen Dimensionen ab. Die beobachtbare Dichte der Preßlinge reicht von ungefähr 50 % der Dichte in gegossenem Zustand bis zu ungefähr 70 % dieser Dichte, wenn hohe Verdichtungsdrücke angewandt worden sind. Da für gesinterte Gegenstände allgemein 95 % der Dichte in gegossenem Zustand oder mehr gefordert wird, schrumpfen alle Preßlinge im Verlauf der Sinterung um ungefähr 25 bis 40 %. Wo die gesinterten Preßlinge enge Abmessungs-Toleranzen erfüllen müssen, müssen die Preßlinge während der Sinterung in Formen eingezwängt werden. Bei der Herstellung von Einsätzen für Ventilsitze, bei denen der Innendurchmesser strengen Anforderungenraw
Spruchungen, which.solche / compacts must withstand depend, among other things, on the shape of the compact and its dimensions. The observable density of the compacts ranges from about 50 % of the as-cast density to about 70 % of that density when high compaction pressures have been used. Since sintered articles generally require 95% of the as-cast density or more, all compacts shrink by about 25 to 40 % in the course of sintering. Where the sintered compacts must meet tight dimensional tolerances, the compacts must be constrained in molds during sintering. In the manufacture of inserts for valve seats, where the internal diameter has strict requirements

rohen
genügen muß, werden die/Preßlinge beispielsweise über Kerne gestülpt und in dieser Stellung gesintert. Wenn die Kohäsion zwischen den Pulverteilchen nicht ausreicht, dann zerbrechenraw
must suffice, the / compacts are, for example, placed over cores and sintered in this position. If the cohesion between the powder particles is insufficient, they will break

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dabei die Preßlinge.thereby the pellets.

Die für eine wirksame Verdichtung erforderliche mittlere Teilchengröße lag im schlechtesten Falle unter ungefähr 5 Mikron, und die sur Vermahlung dieses Pulvers erforderliehe Zeit lag im Bereich von Tagen. Dies führt natürlich zu einem beträchtlichen Anstieg der Kosten. Darüber hinaus erleichtert der stark vergrößerte Oberflächenbereich der feinen Pulver und die zum Vermählen erforderliehe große Zeitspanne die Oxydation der Pulver, so daß trotz aller Vorsorgemaßnahmen deren Sauerstoffgehalt viel höher war, als bei atomisierten Pulvern. Dieser hohe Sauerstoffgehalt ist aus verschiedenen Gründen unerwünscht, wobei als ganz wesentlicher Grund die Einengung des Sinterbereichs für solche Pulver genannt sei_o· Das heißt, die^ sinterfähigen Pulver waren mit vielen Legierungen nicht verträglich, und die verträglichen Pulver waren tatsächlich in vielen Fällen nicht sinterfähig.The worst case median particle size required for effective compaction was less than about 5 microns and the time required to mill this powder was on the order of days. This naturally leads to a considerable increase in cost. In addition, the greatly increased surface area of the fine powders and the long period of time required for milling facilitate the oxidation of the powders, so that, despite all precautionary measures, their oxygen content was much higher than that of atomized powders. This high oxygen content is undesirable for various reasons, the main reason being the narrowing of the sintering range for such powders _o · That is, the sinterable powders were not compatible with many alloys, and the compatible powders were actually not sinterable in many cases .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Gegenständen aus Hochleistungslegierungen anzugeben, das in einem wirtschaftlichen Verfahren atomisierte Pulver einsetzt. Eine weitere Aufgabe besteht darin., ein solches Verfahren bereitzustellen;, welches den Bereich der Sinterungs-Temperaturen erweitert. Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Verarbeitung von Partikeln mit größeren Korngrößen als bei bislang üblichen Verfahren möglich ist. Noch eine weitere Aufgabe besteht darin, ein solches Verfahren bereitzustellen, mit dem auch Hochleistungslegierungen verarbeitet werden können, die mit bislangThe object of the present invention is therefore to provide a method for the powder-metallurgical production of objects High performance alloys indicate that in an economical Process uses atomized powder. Another object is to provide such a method; which extends the range of sintering temperatures. Still another object of the present invention is is to provide a method with which the processing of particles with larger grain sizes than previously usual Procedure is possible. Yet another object is to provide such a method that can also be used for high performance alloys that can be processed with so far

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geläufigen pulvermetallurgischen Yerfaliren nicht sinterbar sind. Weitere Aufgaben und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sieh aus der Beschreibung ₉ den Beispielen und den Ansprüchen„common powder metallurgical Yerfaliren are not sinterable. Further objects and special features of the present invention can be found in the description _9, the examples and the claims "

Im Hahmen der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, daß die Verdichtung von Pulvern aus Hochleistungslegierungen stark verbessert werden kann? wenn die Teilchen auf einem moeä zu ■beschreibenden Weg mit einen Bindemittel überzogen werden., und daß die grobe Pulverfraktioia sm Teilchen mit brauchbaren Korngrößen für die Sinterung in einem relativ kurzen Mahlvorgang verarbeitet werden kann,, bei dera der SauerstoffgehaltIn the context of the present invention it has been found that the Compaction of powders made of high-performance alloys strong can be improved? when the particles are on a moeä too ■ descriptive way to be coated with a binder., and that the coarse powder fraction sm particles with usable Grain sizes for sintering can be processed in a relatively short grinding process, at which the oxygen content

kexn
des Pulvers/nicht akzeptables Ausmaß erreicht«kexn
of the powder / unacceptable extent reached «

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, den gesamten Korngrößenbereieh einer atomisierten Schmelze aus vielen Hochleistungslegierungen auszunützen, wenn beim hergestellten Gegenstand keine maximale Dichte erforderlich ist. Das Verfahren ist auch zur Anwendung für Hochleistungslegierungen geeignet, die nach konventionellen Verfahren nicht sinterbar oder nur in marginalen Grenzen sinterbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt das Vermählen der relativ groben Fraktion aus einer atomisierten Schmelze, oder des gesamten Produkts, um die Teilchen bis zu einer solchen Korngröße zu verkleinern, welche nicht durch eine unakzeptable Oxydation beeinträchtigt wird_s im Anschluß daran wird dieses Pulver mit einem Bindemittel trocken vermischt und die erhaltene Mischung mit einem Lösungsmittel für das Bindemittel versetzt j um eine plastische Masse zn erhalten;, daran anerfolgt die Verfestigung dieser Masse zu diskretenWith the method according to the invention it is possible to utilize the entire grain size range of an atomized melt made of many high-performance alloys if the manufactured object does not require a maximum density. The process is also suitable for use with high-performance alloys that cannot be sintered using conventional processes or that can only be sintered within marginal limits. The process according to the invention comprises grinding the relatively coarse fraction from an atomized melt, or the entire product, in order to reduce the particles to such a grain size that is not impaired by an unacceptable oxidation _{s then} this powder is dried with a binder mixed and the mixture obtained mixed with a solvent for the binder j to obtain a plastic mass zn ;, then the solidification of this mass takes place to discrete

Körpern mit mittlerer Dichte, diese Körper werden getrocknet und zerkleinert und' die erhaltenen Agglomerate Ms zu einer Korngröße toe ungefähr O₅15 ram ausgesiebt₉ daran anschließend werden die Agglomerate zn rohem-Preßlingen verpreßt ₉ welche ihre Form beibehalten,, diese Preßlinge in einen Ofen gebracht und dort gesintert.Bodies having medium density, these bodies are dried and crushed, and 'the agglomerates Ms obtained to a particle size toe about O ₅ 15 screened ram ₉ are thereafter the agglomerates zn raw compacts pressed ₉ which retain their shape ,, these compacts in an oven brought and sintered there.

«amensetzungen«Names

Vielzahl von Legi©riamgesi₉ welch© für das erfiadlraagsgemäße Verfahren brauchbar sint„A large number of Legi © riamgesi ₉ which are usable for the process according to the requirements "

Zusammensetzung typischer Legierungen
___„ Gew. -ff Composition of typical alloys
___ " Weight -ff

Legierung Co_ Ni Si_- Fe Mn Cr Mo ¥ £ V B Alloy Co_ Ni Si _- Fe Mn Cr Mo ¥ £ VB

1 Rest 3,0* 1,0* 3,0* 1,0*1 remainder 3.0 * 1.0 * 3.0 * 1.0 *

2 Rest 3,0* 1,5* 3,0* 1,0*2 remainder 3.0 * 1.5 * 3.0 * 1.0 *

^ 3 Rest 9,5 1,0* 2,0* 1,0*^ 3 remainder 9.5 1.0 * 2.0 * 1.0 *

ο 11,5ο 11.5

οο 4 Rest 3,0* 1,0* 5,0* 1,0*οο 4 remainder 3.0 * 1.0 * 5.0 * 1.0 *

2 5 Rest 2,5* 1,0* 3,0* 1,0*2 5 remainder 2.5 * 1.0 * 3.0 * 1.0 *

^i 6 Rest 2,0 1,0* 2,5* 1,0* 28,0 0,8* 17,0 1,70 3,70 0,7^ i 6 remainder 2.0 1.0 * 2.5 * 1.0 * 28.0 0.8 * 17.0 1.70 3.70 0.7

5,0 32,0 20,0 2,20 4,70 1,5.5.0 32.0 20.0 2.20 4.70 1.5.

7 9,0 Rest 1,0* 11,5 0,75* 25,0 9,0 9,0 1,30 1,0* 0,04* 0,03*
11,0 13,5 27,0 11,0 11,0 1,507 9.0 remainder 1.0 * 11.5 0.75 * 25.0 9.0 9.0 1.30 1.0 * 0.04 * 0.03 *
11.0 13.5 27.0 11.0 11.0 1.50

8 — — o,5 Rest 0,5* 15,5 14,5 2,90 1,658 - - 0.5 remainder 0.5 * 15.5 14.5 2.90 1.65

1,5 18,5 17,5 "" 3,40 2,10 "~1.5 18.5 17.5 "" 3.40 2.10 "~

♦maximal £"?♦ maximum £ "?

Zum Rest gehören auch zufällige, herstellungsbedingte Verunreinigungen <J) The remainder also includes accidental, production-related impurities <J)

29,0
33,029.0
33.0 11,0
14,011.0
14.0 2,00
2,702.00
2.70 1,0*1.0 * —- —- II. 27,0 1
31,027.0 1
31.0 ,50* 3,5, 50 * 3.5
5,55.5 0,90
1,400.90
1.40 l>0*l> 0 * 0,04*0.04 * —- II. 24,5
26,524.5
26.5 7,0
8,07.0
8.0 0,45
0,550.45
0.55 — _-- _- 0,04*0.04 * 24,0
28,024.0
28.0 13,0
15,013.0
15.0 3,00
3,503.00
3.50 1,0*1.0 * —- —.-. 31,0
34,031.0
34.0 16,0
"" 19,016.0
"" 19.0 2,20
2,702.20
2.70 1,0*1.0 * —-

Bevorzugt werden Legierungspulver verarbeitet, die durch Atomisierung einer Schmelze gewünschter Zusammensetzung erhalten worden sind. Diese Schmelze wird in einem Schmelztiegel um etwa 11O°C über ihren Schmelzpunkt hinaus erhitzt. Bevorzugt erfolgt dieses Verschmelzen im Vakuum oder unter einer Schutzgasatmosphäre aus inertem Gas wie etwa Argon. Daraufhin wird die Schmelze in einen vorgewärmten Trichter aus hochschmelzendem Material gegossen, welcher an seinem Boden eine Öffnung mit einem kleinen Durchmesser bildet, durch den das flüssige Metall in die Atomisierungs-Kamiaer fließt. Der aus der Öffnung austretende Strom wird durch einen Hochdruck-Strahl aus inertem Gas oder Wasser, der gerade unterhalb der Öffnung auf den Strahl aus geschmolzenem Metall trifft, in feine Teilchen zerteilt. Durch das atomisierende Medium werden die Teilchen oder Tropfchen nahezu augenblicklich abgekühlt und fallen in ein geeignetes Gefäß am Boden der Atomisierungs-Kammer. Es wird lediglich diese Fraktion weiterverarbeitet, welche durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,54 mm hindurchpaßt. Diese Teilchen haben angenähert sphärische Form, und etwa 25 bis. 35 % dieser Teilchen weisen eine Korngröße von 0,0*t mm auf. Durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von O₉ Ok mm gehen noch Teilchen hindurch, deren größte Abmessung hk Mikron beträgt»Alloy powders obtained by atomizing a melt of the desired composition are preferably processed. This melt is heated in a crucible by about 110 ° C above its melting point. This fusing is preferably carried out in a vacuum or under a protective gas atmosphere composed of an inert gas such as argon. The melt is then poured into a preheated funnel made of high-melting material, which forms an opening with a small diameter at its bottom, through which the liquid metal flows into the atomizing chamber. The stream exiting the orifice is broken into fine particles by a high pressure jet of inert gas or water that hits the molten metal jet just below the orifice. The particles or droplets are cooled almost instantaneously by the atomizing medium and fall into a suitable vessel at the bottom of the atomization chamber. Only this fraction, which fits through a sieve with a mesh size of 0.54 mm, is processed further. These particles are approximately spherical in shape, and about 25 to. 35 % of these particles have a grain size of 0.0 * t mm. Particles whose largest dimension is hk microns still pass through a sieve with a mesh size of O ₉ Ok mm »

Erfindungsgemäß wird bevorzugt Polyvinylalkohol als Bindemittel für die eingesetzten Pulver verwendet, obwohl auch andere,According to the invention, polyvinyl alcohol is preferred as the binder used for the powder used, although other,

dem Fachmann geläufige Bindemittel eingesetzt werden können. Beispiele für solche Bindemittel sind etwa Kampfer, Methylalkohol, Paradichlorbenzol, Chloressigsäure, Naphthalin,binders familiar to the person skilled in the art can be used. Examples of such binders are camphor, Methyl alcohol, paradichlorobenzene, chloroacetic acid, naphthalene,

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Benzoesäure, Phthalsäureanhydrid, Glyzerin, "Acrowax C", was eine brauchbare Verbindung darstellt, das Äthylenoxyd-Polymere, welches unter der Handelsbezeichnung "Carbowax" vertrieben wird, synthetische Gummisorten, wie etwa Acrylamid, und Metall-Stearate. Das Lösungsmittel für das Bindemittel muß in geeigneter Form ausgewählt werden. Wasser stellt für wasserlösliche Bindemittel ein zufriedenstellendes Lösungsmittel dar.Benzoic acid, phthalic anhydride, glycerine, "Acrowax C", which is a useful compound, the ethylene oxide polymer, which is sold under the trade name "Carbowax", synthetic rubbers such as acrylamide, and metal stearates. The solvent for the binder must be appropriately selected. water is a satisfactory solvent for water-soluble binders.

Das Vermischen der Teilchen aus Pulver und Bindemittel erfolgt in irgendeiner geeigneten Mischvorrichtung. Der Anteil des eingesetzten Bindemittels ist nicht von wesentlicher Bedeutung, wenige Gewichtsprozent sind zumeist ausreichend. Das Extrudieren der plastischen oder kittähnlichen Mischung aus Teilchen, Bindemittel und Lösungsmittel stellt den am besten geeigneten Weg zur Verfestigung der plastischen Mischung zu Agglomeraten dar, obwohl auch andere Verfahren, wie etwa das Brikettieren der Mischung,angewandt werden können.The powder and binder particles are mixed in any suitable mixing device. The proportion of the binder used is not essential, a few percent by weight are usually sufficient. The extrusion the plastic or putty-like mixture of particles, binder and solvent is the most suitable Way of solidifying the plastic mixture into agglomerates, although other methods such as the Briquetting the mixture, can be applied.

Das extrudierte Material wird anschließend getrocknet, in einem Walzwerk oder einer Hammermühle oder dergleichen zerkleinert, und gesiebt. Die 0,15 mm-Fraktion aus zerkleinertem, extrudiertem Pulver—Bindemittel-Gemisch ist größtenteils ausreichend fein genug. Hierbei weisen ungefähr 60 bis 80 ^c]o der Teilchen eine Korngröße von 0,04 mm (-325 mesh) auf, mit einer entsprechenden scheinbaren Dichte von ungefähr 2,0 bis 3s3 g/cm . Sowohl der Prozentgehalt an feinen Teilchen wie die scheinbare Dichte dieses Materials sind jedoch geringer, als bei gemahlenem Pulver. Zur Erklärung wird bislang angenommen, daß jedes Teilchen des Pulvers in diesem Material alsThe extruded material is then dried, crushed in a roll mill or hammer mill or the like, and sieved. The 0.15 mm fraction of comminuted, extruded powder-binder mixture is for the most part sufficiently fine enough. In this case have approximately 60 to 80 ^c] o the particles have a particle size of 0.04 mm (-325 mesh) on, with an appropriate apparent density of about 2.0 to 3S3 g / cm. However, both the percentage of fine particles and the apparent density of this material are lower than those of ground powder. For explanation, it has been assumed so far that every particle of the powder in this material as

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Folge des Vermischens und Extrudierens mit einem Film aus Bindemittel überzogen worden ist, und daß in dem rohen Preßling, der aus diesem Material gepreßt worden ist, die Pulverteilchen durch diesen Bindemittelfilm zusammengehalten werden. Die Agglomerate aus Pulver und Bindemittel werden in Formen mit den ge-Result of mixing and extruding with a film of binder has been coated, and that in the raw compact which has been pressed from this material, the powder particles are held together by this binder film. The agglomerates of powder and binder are made in forms with the

wünschten Abmessungen unter einem Druck von ungefähr 70 kg/mm (50 tons per sq. inch) gepreßt. Der Verdichtungsdruck kann zwischen etwa 28 und 98 kg/mm liegen, wobei bei höherem Verdichtungsdruck eine höhere Dichte der rohen Preßlinge erhalten wird. Bei einem Verdichtungsdruck von 28 kg/mm beträgt die Dichte des verdichteten Materials etwa 56 bis 58 % des Materials in gegossenem Zustand, und bei einem Verdiehtungsdruck von 98 kg/mm² beträgt diese Dichte etwa 70 bis 72 % der Dichte in gegossenem Zustand.desired dimensions under a pressure of about 70 kg / mm (50 tons per sq. inch). The compaction pressure can be between about 28 and 98 kg / mm, with a higher density of the raw compacts being obtained at a higher compaction pressure. ^{At a compaction pressure of 28 kg / mm 2} , the density of the compacted material is approximately 56 to 58 % of the material in the as-cast state, and at a compression pressure of 98 kg / mm 2 this density is approximately 70 to 72 % of the density in the as-cast state.

Die angestrebte Dichte der fertigen Gegenstände wird durch Sinterung der Preßlinge im Vakuum oder unter vermindertem Druck bei Temperaturen zwischen der Solidus- und Liquidus-Temperatur der Legierung erhalten. Das Sintern kann in etwa einer Stunde abgeschlossen werden, doch kann diese Zeitspanne auch auf zwei oder nahezu drei Stunden ausgedehnt werden, wobei die Temperatur etwas verringert werden kann, ohne die Eigenschaften der Gegenstände nachteilig zu beeinflussen. Auf diese Weise gesinterte Preßlinge weisen eine Dichte von 98 fo oder mehr der Dichte in gegossenem Zustand auf.The desired density of the finished objects is obtained by sintering the compacts in vacuo or under reduced pressure at temperatures between the solidus and liquidus temperature of the alloy. The sintering can be completed in about an hour, but this period can be extended to two or nearly three hours and the temperature can be lowered somewhat without adversely affecting the properties of the articles. Compacts sintered in this way have a density of 98 fo or more of the density in the as-cast state.

- ii -- ii -

Zu dem erfindungsgemäßen Verfahren gehört es auch, die bei der Atomisierung der Schmelze, wie oben angegeben, erhaltenen Pulverteilchen teilweise oder insgesamt zu vermählen, wenn das erforderlich ist. Relativ grobe atomisierte Pulver mit einer Korngröße von etwa 0,54 mm werden in einer Kugelmühle, einer Schlagmühle, in einer Vibrationsmühle, durch Abschleifen oder durch andere bekannte Verfahren in solche Teilchen über- ' führt, von denen mehr als 98 fo eine Korngröße von 0,04 mm (-325 mesh) aufweisen, und diese Teilchen werden gemäß dem oben beschriebenen Weg zur Herstellung von gesinterten Gegenständen mit verbesserten Eigenschaften verarbeitet. Zum Träger während des Vermahlens wird bevorzugt Methanol eingesetzt, wobei die Mahlvorrichtung vorzugsweise evakuiert wird, um die Oxydation der Beschickung möglichst gering zu halten; und im Falle einer Kugelmühle bestehen die eingesetzten Kugeln aus einer abriebbeständigen Legierung mit einer solchen Zusammensetzung, die mit dem herzustellenden Produkt verträglich ist. Die zum Mahlen erforderlichen Zeitspannen reichen von ungefähr 8 bis 36 Stunden, und die mittlere Korngrößenverteilung des 0,04 mm Produkts reicht von ungefähr 30 Mikron bis zu 9 Mikron, je nach den Vermahlbedingungen. Nach dem Vermählen wird die Beschickung aus der Mühle herausgenommen und das Pulver kann sich absetzen. Der Alkohol wird abdekantiert und der zurückbleibende Schlamm im Vakuum filtriert. Der Pulver-Filterkuchen wird unter Vakuum oder an Luft getrocknet und anschließend zu 0,25 mm (-60 mesh) großen Agglomeraten aus aneinandergebundenen Teilchen zerkleinert.The process according to the invention also includes grinding some or all of the powder particles obtained during the atomization of the melt, as indicated above, if this is necessary. Relatively coarse atomized powders with a grain size of about 0.54 mm are converted in a ball mill, a hammer mill, in a vibration mill, by grinding or by other known processes into particles of which more than 98 % have a grain size of 0 .04 mm (-325 mesh) and these particles are processed according to the route described above to produce sintered articles with improved properties. Methanol is preferably used for the support during the grinding, the grinding device preferably being evacuated in order to keep the oxidation of the charge as low as possible; and in the case of a ball mill, the balls used are made of an abrasion-resistant alloy with a composition that is compatible with the product to be manufactured. The times required for milling range from about 8 to 36 hours and the mean particle size distribution of the 0.04 mm product ranges from about 30 microns to 9 microns, depending on the milling conditions. After grinding, the feed is removed from the mill and the powder can settle. The alcohol is decanted off and the remaining sludge is filtered off in vacuo. The powder filter cake is dried under vacuum or in air and then broken up into 0.25 mm (-60 mesh) agglomerates of interconnected particles.

Preßlinge aus atomisiertem, 0,54 mm Pulver aus der Legierung 7 können nicht gesintert werden. Die 0,04 mm Fraktion diesesCompacts made from atomized 0.54 mm powder from the alloy 7 cannot be sintered. The 0.04mm fraction of this

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Pulvers mit einer mittleren Korngröße von ungefähr 31 Mikron,, kann dagegen gesintert werden₉ obwohl der Temperaturbereich,, in des eine 95 %ige Dichte erhalten wird,, sieiilich eng ist» Wie jedoch bereits oben dargelegt wurde_s macht die Q₉O^- mm Fraktion des ©ionisierten Pulvers lediglich ungefähr 25 bis 35 % dieses - Pulvers aus„ Bas Tois au einer Korngröße von O₅ 5^ es vernahlene atomisierte Pulver mit einer mittleren Korngröße von..ungefähr 15 MiIErOn₉ kann innerhalb eines Teaperatiartoereicas von inagefähr 25- fels 30°C zu 95 %iger Diente oder besa.er gesintert werden_o Dieser Temperaturbereich ist für ein kommerzielles Yerfsaren breit gemngo B®r Sauerstoff= gehalt des vermählenen Pulvers !beträgt ungefähr O₉%4 %_B Hiertoei i-j&r di© Beotochtung interessant ₉ d©B ö©r ZiBsata ©iaies relativ " kleinem Anteils der feinem Fraktion von atoMisierteaii Teilchen au dem gemahlenen Pulver dessen Sinterfähigkeit laeHerteenswert verschlechterte Bei einem anderen Versuch x-juräe sine Beschickung aus atoiiisiertera Pulver der Legierung 7 fflit Korn·= größen von O₉O5 bis O₉ ^h mm (=30 -s- 270 mesh) in einer Kugel= mühle 25 Stunden lang bis au einer mittleren Teilchengröße von ungefähr 10 Mikron vermahlen_o Bieses Material wurde in eineia Anteil_P welcher ungefähr 30 ίο der Aggregate ausmacht;, mit aionisiertes Pulver der Korngröße O₉O5 μη (=270 aesh) vermischt,, - Die mittler·© Korngröße dieses Gemenges betrug -23a5 Mikrosio Preßlinge aus dieses G@®emg© lisisa ©ich nicht so gut sintern., wie Preßlinge aus atomisier-teMj, 0_s05 fels O₉ 54 ma! Pulver j, das in einer Kugelmühle" 18 Stunden lang Ms au einer mittleren Teilchengröße von 15 Mikron vermählen worden warο Das zuerst genannte Pulver raußte bei 1260 C Kehr als 1 Stunde lang gesintert werden₉ um eine 95 %igs Dichte zu erreichen= Wurde 1 Stunde lang bei 1266°C gesintert ₉ so wurdenPowder having an average grain size of about 31 microns can be sintered ,, ₉ on the other hand although the temperature range is obtained ,, strength in density of a 95% ,, sieiilich closely "However, as is evident from the foregoing _s was makes the Q ₉ O ^ - mm fraction of the ionized © powder only about 25 to 35% of this - powder of "Bas Tois au a grain size of ₅ 5 O ^ it vernahlene atomized powder having an average grain size von..ungefähr 15 MiIErOn ₉ may be within a Teaperatiartoereicas of inagefähr 25- rock 30 ° C to 95% diene or specially sintered _o This temperature range is of interest for a commercial Yerfsaren broad gemngo B®r oxygen = content of the ground powder! is about O ₉ % 4 % _B Hiertoei ij & r di © boiling ₉ d © B ö © © r ZiBsata Iaies relatively "small proportion of the fine fraction of particles au atoMisierteaii the milled powder whose sinterability deteriorated laeHerteenswert In another experiment, x-juräe sine Be destiny of the alloy powder atoiiisiertera 7 fflit grain sizes of O · = ₉ O5 to O ₉ ^ h mm (= 30 -s- 270 mesh) in a ball mill for 25 hours to = au an average particle size of about 10 microns milled _o This material was mixed in a proportion _P which makes up about 30 ο of the aggregates ;, with ionized powder of grain size O ₉ O5 μm (= 270 aesh), - The mean grain size of this mixture was -23a5 microsio pellets from this G @ ®emg © lisisa © I do not sinter so well., Like pellets from atomized teMj, 0 _s 05 rock O ₉ 54 ma! Been powder j, which in a ball mill "for 18 hours Ms au an average particle size of 15 micron milled warο The powder former raußte at 1260 C sweeping than 1 hour to be sintered for ₉ to a 95% to achieve igs density = was 1 hour long sintered at 1266 ° C ₉ so

Gegenstände mit einer Dichte von 98,25 % erhalten. Mit dem zweiten, obigen Pulver wurde eine Dichte von 95 % für die Preßlinge nach i-stündiger Sinterung hei 1249 C erhalten, und für eine Dichte von 98 % war eine 1-stündige Sinterung bei 1254°C erforderlich.Obtained items with a density of 98.25 % . With the second powder above, a density of 95 % was obtained for the compacts after sintering at 1249 ° C. for 1 hour, and sintering at 1254 ° C. for 1 hour was required for a density of 98%.

Beispiel IExample I.

Die 0,04 mm Fraktion des atomisierten Pulvers der Legierung 3 aus der Tabelle wurde in einem Mischer mit Bindemittel-Teilchen trocken vermischt, bevorzugt mit Polyvinylalkohol, der Korngröße 0,15 mm, in Anteilen von 2 bis 3 Gew.-^. Die eingesetzten Pulverteilchen wiesen eine mittlere Korngröße von ungefähr 30 Mikron auf. Anschließend wurde eine ausreichende Menge an warmem Wasser zugesetzt, um eine plastische Mischung aus Pulver und Bindemittel zu bilden. Diese Mischung wurde anschließend zu zylinderförmigen oder runden Stücken extrudiert, mit einer Länge von etwa 50 mm und einem Durchmesser von ungefähr 12 mm, wobei ein ausreichender Druck angewandt wurde, um die Mischung bis zu ungefähr 60 % der Dichte in gegossenem Zustand zu verdichten. Das Extrudat wurde getrocknet, anschließend in einem Walzen-Brechgerät, einer Hammermühle oder einer ähnlichen Vorrichtung zerkleinert, und das zerkleinerte Material wurde bis zu einer Korngröße von 0,15 mm (-100 mesh) ausgesiebt. Die 0,15 mm Agglomerate aus vermischten Legierungspulver-Teilchen wurden unter einem Druck von ungefähr 70 kg/mm (50 tons per sq. inch) zu rohen Preßlingen mit der gewünschten Form geformt, welche den weiteren Beanspruchungen des Verfahrens standhielten. Bei Temperaturen zwischen 1238 und 1275°C wurden die rohen Preßlinge 1 bis 3 Stunden lang gesintert. Das Bindemittel verflüchtigte sich im Verlauf der Sinterung, und dieThe 0.04 mm fraction of the atomized powder of alloy 3 from the table was dry mixed in a mixer with binder particles, preferably with polyvinyl alcohol, grain size 0.15 mm, in proportions of 2 to 3 wt .- ^. The powder particles used had an average grain size of approximately 30 microns. A sufficient amount of warm water was then added to form a plastic mixture of powder and binder. This mixture was then extruded into cylindrical or round pieces, approximately 50 mm in length and approximately 12 mm in diameter, with sufficient pressure applied to densify the mixture to about 60% as-cast density. The extrudate was dried, then crushed in a roll breaker, hammer mill, or similar device, and the crushed material was sieved to 0.15 mm (-100 mesh). The 0.15 mm agglomerates of intermingled alloy powder particles were formed under a pressure of approximately 70 kg / mm (50 tons per sq. Inch) into green compacts of the desired shape which would withstand the rigors of the process. The raw compacts were sintered for 1 to 3 hours at temperatures between 1238 and 1275 ° C. The binder evaporated in the course of sintering, and the

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gesinterten Gegenstände wiesen 97 bis 99 % der Dichte in gegossenem Zustand auf.sintered articles had 97 to 99 % as-cast density.

Beispiel IIExample II

Die Legierung Nr. 7 der Tabelle, eine Nickel-Legierung, wurde unter inertem Gas zu Pulver atomisiert, das anschließend durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,54 mm gesiebt wurde. 45 kg dieses ausgesiebten Pulvers wurden in eine etwa 70 cm lange Kugelmühle gegeben, mit etwa 50 1 Methanol versetzt und zum Vermählen ungefähr 360 kg schwere Kugeln aus "HAYNESS STELLITE" Nr. 3 verwendet. Die Mühle wurde evakuiert und 10 Stunden lang bei angenähert 80 % der kritischen Geschwindigkeit (54 U/Min.) betrieben. Das erhaltene Pulver wies eine mittlere Korngröße von ungefähr 17»5 Mikron auf. Ungefähr 98 % des Pulvers gingen durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,04 mm (-325 mesh). Das Pulver wurde aus der Mühle herausgeholt, gefiltert, getrocknet, und trocken mit 2 Gew.-fo Polyvinylalkohol-Teilchen, welche eine Korngröße von 0,15 mm aufwiesen, gemischt, dazu kam 1 Gew.-% "Acrowax C", und nach Zugabe von Wasser wurde daraus eine kittähnliche Masse gebildet, welche zu runden Stückchen (roundels) extrudiert wurde, diese wurden getrocknet, zerkleinert, in eine Form gegeben, dort gepreßt und aus der Form herausgenommen. Die zusammenhaltenden rohen Preßlinge wurden in einen Sinterofen gebracht und dort 1 bis 3 Stunden lang bei Temperaturen zwischen 1210 und 1221°C gesintert. Die erhaltenen Gegenstände wiesen 98 bis 99 % der Dichte in gegossenem Zustand und eine Rockwell-C-Härte von 4i bis 44 auf.Alloy No. 7 in the table, a nickel alloy, was atomized to powder under an inert gas, which was then sieved through a sieve with a mesh size of 0.54 mm. 45 kg of this sieved powder were placed in a ball mill about 70 cm long, about 50 l of methanol were added and balls of "HAYNESS STELLITE" No. 3 weighing about 360 kg were used for grinding. The mill was evacuated and operated at approximately 80 % critical speed (54 rpm) for 10 hours. The powder obtained had an average grain size of approximately 17 »5 microns. Approximately 98 % of the powder passed through a 0.04 mm (-325 mesh) sieve. The powder was taken out, filtered, dried from the mill, and dry with 2 wt fo polyvinyl alcohol particles, which had a particle size of 0.15 mm, mixed, this came 1 wt -.% "Acrowax C", and after When water was added, a putty-like mass was formed from it, which was extruded into round pieces (roundels), these were dried, crushed, placed in a mold, pressed there and taken out of the mold. The cohesive raw compacts were placed in a sintering furnace and sintered there for 1 to 3 hours at temperatures between 1210 and 1221 ° C. The articles obtained had 98 to 99% as-cast density and a Rockwell C hardness of 4i to 44.

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Beispiel IIIExample III

Die Legierung Nr. 6 der Tabelle, eine KobaIt-Legierung, wurde «inter inertem Schutzgas zu einem Pulver atosaisiert«, das, wie ia Beispiel II angegeben₉ vermaMlea IiUi-Oe₃ mit der Abweichung, daß die YerBBahtaag 36 Stunden dauerte unä sin Pulver alt einer mittleren Korngröße von Ii₅5 Mikron erhalten wröe, Bleses Pulver wurde anschließend wie oben !beschrieben verarbeitet, sait der Abweichung, daß als Bindemittel 5 % Polyvinylalkohol plus 1 fe "Aerowax C" verwendet wurden_? und die zusammenhaltenden Preßlinge iia den Sinterofen überführt und dort bei Temperaturen zwischen ü7i raid Ü82 C gesintert ζηιτα®η* Die fertigem Gegenstände diesem 96 big 93 % äsr Dichte isa gegosse-The alloy no. 6 of Table, a KobaIt alloy was "inter inert protective gas into a powder atosaisiert", which, as ia Example II indicated ₉ vermaMlea IIUI-Oe ₃ except that the YerBBahtaag lasted 36 hours UNAE sin powder old wröe received ₅ 5 microns of an average grain size of Ii, Bleses powder was then processed as described above!, sait except that as the binder 5% polyvinyl alcohol plus 1 fe "Aerowax C" were _used? and the cohesive compacts iia the sintering furnace and sintered there transferred at temperatures between ü7i raid Ü82 C ζηιτα®η * The finished articles 96 big this 93% density isa direct molding äsr

Di® Legierung 8 der _Tabelle, eine Eisen-Legierung₉ Tiurde unter inertem Schutzgas zn einea Pulver atomisiert₉ dieses durch ein Sieb mit eimer lichten Maschenweite von 0_?04 msj gesiebt. Die— jeaigen Teilchen₉ welche das Sieb passierten, wurden ansehlies- mit üem Bindemittel mach Beispiel I vermischt ρ salt derThe alloy 8 of the table, an iron alloy _{9, was} atomized under inert protective gas into a powder ₉ through a sieve with a mesh size of 0 _? 04 msj sifted. The particles ₉ which passed through the sieve were then mixed with a binder according to Example I ρ salt

j daß als Biademitt©! 3 % Polyviiiylalkok©! verwendet nnü ©nsclaließ©3ad₂ wie dort b@sclsri@ben₉ au roliea Preßliagen i^eiter verarbeitet» Biese Proßlinge waren formbeständig und wurden in den Sinterofen überführt und dort bei Temperaturen zwischen Ü77 wnd 1188 C zu Gegenständen gesintert, welche 97 % der· Dichte in gegossenem Zustand aufwiesen.j that as a Biademitt ©! 3% polyvinyl alcohol ©! used nnü © nsclaließ © 3ad ₂ as there b @ sclsri @ ben ₉ au roliea Pressliagen i ^ eiter processed »These billets were dimensionally stable and were transferred to the sintering furnace and sintered there at temperatures between over 77 and 1188 C to form objects, which 97 % of the · Have density in the as-cast state.

Beispiel VExample V

Die Legierung 8 der Tabelle wurde unter inertem Schutzgas zu Teilchen mit einer Korngröße von 0,54 mm (-30 mesh) atomisiert,Alloy 8 of the table was atomized under an inert protective gas to give particles with a grain size of 0.54 mm (-30 mesh),

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und anschließend 2k Stunden lang in einer Kugelmühle vermählen, wobei Teilchen mit einer mittleren Korngröße von ungefähr 9 Mikron erhalten wurden. Diese Teilchen wurden dann mit 3 Gew.-fc PoIyvinylalkohol-Teilchen und 1,Gew„~% "Acrowax C"-Teilchen vermischt, und weiter zu zusammenhaltenden, rohen Preßlingen verarbeitet j wie in Beispiel I beschrieben. Diese Preßlinge wurden bei Temperaturen zwischen 1171 und 1188°C zu Gegenständen mit 97 % der Dichte in gegossenem Zustand gesintert.and then grinding in a ball mill for 2k hours to obtain particles with an average grain size of approximately 9 microns. These particles were then mixed with 3% by weight of polyvinyl alcohol particles and 1% by weight of "Acrowax C" particles, and processed further to form cohesive, raw compacts as described in Example I. These compacts were sintered at temperatures between 1171 and 1188 ° C. to give objects with 97 % of the density in the cast state.

Der ausgewählte Träger für die Vermahlung in der Kugelmühle hat eine gewisse Auswirkung auf das Sinterverfahren. Obwohl gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise Wasser als Träger verwendet wird_s wurde gefunden,, daß dessen Einsatz zu einem meßbaren Anstieg des Sauerstoffgehalts in den gesinterten Gegenständen und zu einer Einengung des Temperaturbereichs für die Sinterung führte In den Fällen, in denen der Sauerstoffgehalt der Legierung von großer Bedeutung ist, oder wo der Sinterungsbereich begrenzt ist, werden erfindungsgemäß andere Lösungsmittel als Wasser verwendet. Beispielsweise wurde bei der-Verarbeitung der Legierung 7, ein Pulver mit. einer mittleren Korngröße von ungefähr 18 Mikron., durch die Verwendung von Wasser als Träger eine Zunahme des Sauerstoffgehalts in .der Legierung von ungefähr O₉43 % beobachtet. Erfindungsgemäß wird daher als Träger bevorzugt Methanol eingesetzt, welches lediglich zu einer Zunahme des Sauerstoffgehalts von ungefähr 0,12 % führt« Andere als Träger geeignete organische Lösungsmittel sind etwa Ketone, aromatische Kohlenwasserstoffe und Verbindungen aus der Methan-Reihe.The carrier selected for grinding in the ball mill has some effect on the sintering process. Although according to the present invention, water is preferably used as a carrier _s was found ,, that its use in a measurable increase in oxygen content in the sintered articles and in a narrowing of the temperature range for sintering led In cases in which the oxygen content of the alloy of is of great importance, or where the sintering range is limited, solvents other than water are used according to the invention. For example, in the processing of alloy 7, a powder with. an average grain size of about 18 microns., by using water as a carrier, an increase in the oxygen content in the alloy of about 0 ₉ 43 % was observed. According to the invention, methanol is therefore preferably used as the carrier, which only leads to an increase in the oxygen content of approximately 0.12 % . Other organic solvents suitable as carriers are, for example, ketones, aromatic hydrocarbons and compounds from the methane series.

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Auf der anderen Seite erhöht die Zersetzung der organischen Bindemittel den Kohlenstoffgehalt der gesinterten Gegenstände in Anteilen zwischen ungefähr 0,1 und 0,2 %. Bei der Legierung Nr. 3 und anderen Hochleistungslegierungen mit geringem Kohlenstoffgehalt, welche dem Fachmann bekannt sind, kann dieser Anstieg von Bedeutung sein, und in solchen Fällen wird erfindungsgemäß., dem Pulver ein geringer Anteil eines Metalloxyds zugesetzt, welches den Kohlenstoff bei Sinterungstemperatur reduziert. Für die Legierung Nr. 3 ist hierfür Kobaltoxyd geeignet j und erfindungsgemäß wird dieses bevorzugt eingesetzt. Für andere Legierungen werden hierfür Niekeloxyde oder die Oxyde anderer Metalle, welche mit den eingesetzten Legierungszusammensetzungen verträglich sind, verwendet.On the other hand, the decomposition of the organic binders increases the carbon content of the sintered articles in proportions between about 0.1 and 0.2 %. With alloy No. 3 and other high performance low carbon alloys known to those skilled in the art, this increase may be significant, and in such cases a small amount of a metal oxide is added to the powder according to the invention, which reduces the carbon at the sintering temperature. For alloy no. 3, cobalt oxide is suitable for this purpose and according to the invention this is preferably used. For other alloys, nickel oxides or the oxides of other metals which are compatible with the alloy compositions used are used for this purpose.

Das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren ist brauchbar bei der Verarbeitung von Pulver aus Legierungen, welche eine disperse Phase enthalten. Es wurden dabei Legierungen hergestellt, welche eine Matrix aus der Legierung Nr. 2 enthielten, in der in Anteilen von ungefähr 25 bis 60 Gew.-% Wolframcarbid-Teilchen dispergiert waren. Das Wolframcarbid-Pulver wird zu dem Legierungspulver zugesetzt und beide werden mechanisch vermischt. Die Pulvermischung wird anschließend mit einem geeigneten Bindemittel vermischt und ab dieser Verfahrensstufe auf gleichem Wege wie in den obigen Beispielen angegeben, weiterverarbeitet.The present inventive method is useful in the processing of powder from alloys which contain a disperse phase. Alloys were produced in the process, which contained a matrix of Alloy No. 2 in which in proportions of about 25 to 60% by weight of tungsten carbide particles were dispersed. The tungsten carbide powder is added to the alloy powder and the two are mechanically mixed. The powder mixture is then mixed with a suitable binder and from this stage of the process processed in the same way as indicated in the above examples.

In der vorhergehenden Besehreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehen sich die angegebenen Siebmaße auf die ASTM-Noria und wurden daraus in mm-Angaben übertragen. Die mittleren Korngrößen wurden mittels eines "Sharples-Mikromerograph" bestimmt.In the previous description of the invention According to the procedure, the specified screen dimensions relate to ASTM-Noria and have been transferred from this in mm figures. the mean grain sizes were measured using a "Sharples micromerograph" certainly.

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Claims

PatentansprücheClaims

1. Verfahren zur Herstellung dichter Gegenstände aus Pulvern aus Hochleistungslegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Legierungspulver mit einem trockenen, feinverteilten organischen Bindemittel in Anteilen nicht über 5 Gew.-% (bezogen auf das Legierungspulver) zu einer einheitlichen Dispersion von Bindemittel im dem Legierangspslver verarbeitet wird, der anschließend! ©in Lösungsmittel für das Bindemittel in ausreichender Menge -zugesetzt wird, um eine plastische Mischung aus Legierurngspialver und Bindemittel zu bilden, anschließend wird diese plastische Mischung zu mittlerer Dichte verdichtet_s welche zwischen der Dichte des Pulvers und der gegossenen Legierung liegt, anschliessend wird die verdichtete Mischung getrocknet, um das Lösungsmittel zu verdampfen, anschließend wird die verdichtete Mischung zu diskreten Agglomeraten aus Legierungs— pulver-Teilchen zerkleinert₉ anschließend in eiae Form mit den gewünschten Abmessungen gegeben^ und die Agglomerate in -der Form auf wenigstens 50 % der Dichte der Legierung in gegossenem Zustand verdichtet, wobei ein zusammenhaltender roher Preßling erhalten wird₉ welcher aus der Form herausgenommen und anschließend bei Temperaturen zwischen der Solidus- und der Liquidus-Temperatiar der Legierung gesintert wird.1. A method for producing dense objects from powders of high-performance alloys, characterized in that the alloy powder is processed with a dry, finely divided organic binder in proportions not exceeding 5% by weight (based on the alloy powder) to form a uniform dispersion of binder in the alloy who will then! © is -zugesetzt in solvent for the binder in an amount sufficient to form a plastic mixture of Legierurngspialver and binder, then this plastic mixture is added to medium-density compressed _s which between the density of the powder and the cast alloy is, then, the condensed Mixture dried to evaporate the solvent, then the compacted mixture is crushed into discrete agglomerates of alloy powder particles ₉ then given in a form with the desired dimensions and the agglomerates in the form to at least 50 % of the density of the alloy compacted in the cast state, a cohesive raw compact being obtained ₉ which is removed from the mold and then sintered at temperatures between the solidus and liquidus temperatures of the alloy.

2. Verfahren nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet,. daß2. The method according to claim I _9, characterized in that. that

- ein Lösungsmittel verwendet wird₉ welches die Oxydation des Legierungspulvers unterdrückte- a solvent is used ₉ which suppressed the oxidation of the alloy powder

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Legierungspulver mit einem organischen Bindemittel und einem gepulverten Metalloxyd vermischt wird, wobei letzteres den Kohlenstoff bei Sinterungstemperatur reduziert.3. The method according to claim 1, characterized in that the alloy powder with an organic binder and a powdered metal oxide is mixed, the latter reducing the carbon at sintering temperature.

k. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Legierungspulver mit einem Pulver einer Substanz vermischt wird, welche in dem gesinterten Gegenstand eine disperse Phase bildet. k. Method according to Claim 1, characterized in that the alloy powder is mixed with a powder of a substance which forms a disperse phase in the sintered object.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hochleistungslegierungen Kobalt-Legierungen, Nickel-Legierungen oder Eisen-Legierungen verwendet werden.5. The method according to claim 1, characterized in that the high-performance alloys are cobalt alloys, nickel alloys or iron alloys can be used.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmelze der Legierung 3 nach der vorstehenden Tabelle mit einem strömenden Medium zu Legierungspulver atomisiert wird, dieses atomisierte Pulver durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,04 mm (-325 mesh) gesiebt, und die Legierung bei Temperaturen zwischen 1238 und 1275°C gesintert wird.6. The method according to claim 1, characterized in that a melt of the alloy 3 according to the table above with a flowing medium is atomized to alloy powder, this atomized powder through a sieve with a clear mesh size of 0.04 mm (-325 mesh) sieved, and the alloy at temperatures between 1238 and 1275 ° C is sintered.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schmelze aus der Legierung Nr. 8 nach der vorstehenden Tabelle mit einem strömenden Medium zu einem Legierungspul v-er atomisiert wird, dieses atomisierte Pulver durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,04 mm gesiebt, und die Legierung bei Temperaturen zwischen 1177 und 1188⁰C gesintert wird.7. The method according to claim 1, characterized in that a melt of alloy no. 8 according to the table above is atomized with a flowing medium to form an alloy powder, this atomized powder through a sieve with a mesh size of 0.04 sieved mm, and the alloy is sintered ^{at temperatures between 1177 and 1188 0 C.}

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8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß8. The method according to claim 1, characterized in that

eine Legierungsschmelze mit einem strömenden Medium zuan alloy melt with a flowing medium

und dem Legierungspulver atomisiert wird,/wenigstens ein Teil dieses Legierungspulvers durch Vermählen bis zu einer mittleren Teilchengröße unter ungefähr 30 Mikron, jedoch über ungefähr 9 Mikron zerkleinert wird.and the alloy powder is atomized / at least a part this alloy powder by grinding up to one mean particle size below about 30 microns but above about 9 microns.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ungefähr 95 % oder mehr des Legierungspulvers, das mit dem Bindemittel vermischt wird, eine Korngröße von 0,04 mm (-325 mesh) aufweist.9. The method of claim 8, characterized in that about 95 % or more of the alloy powder mixed with the binder has a grain size of 0.04 mm (-325 mesh).

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Legierungspulver aus der Legierung Nr. 6 nach der vorstehenden Tabelle zu einer mittleren Korngröße von ungefähr 12 Mikron oder weniger zerkleinert wird und diese Legierung bei Temperaturen zwischen ungefähr 1171 und 1182°C gesintert wird.10. The method according to claim 8, characterized in that an alloy powder from the alloy No. 6 according to the preceding Table is crushed to an average grain size of about 12 microns or less and this Alloy is sintered at temperatures between approximately 1171 and 1182 ° C.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Legierungspulver aus der Legierung Nr. 7 nach der vorstehenden Tabelle zu einem Pulver mit einer mittleren Korngröße von ungefähr 18 Mikron oder weniger zerkleinert wird, und die Legierung bei Temperaturen zwischen ungefähr 1210 und 1221°C gesintert wird.11. The method according to claim 8, characterized in that an alloy powder of alloy No. 7 according to the above table to a powder with an average Grain size of about 18 microns or less, and the alloy at temperatures between about 1210 and 1221 ° C is sintered.

12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Legierungspulver aus der Legierung Nr. 8 nach der vorstehenden Tabelle zu einem Pulver mit einer mittleren Korngröße von ungefähr 12 Mikron oder weniger zerkleinert wird, und die Legierung bei Temperaturen zwischen ungefähr 1171 und 1188⁰C gesintert wird.12. The method according to claim 8, characterized in that the alloy powder from alloy No. 8 according to the table above is comminuted to a powder with an average grain size of about 12 microns or less, and the alloy at temperatures between about 1171 and 1188 ⁰ C is sintered.

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