DE3113886C2

DE3113886C2 - Verfahren zur Herstellung eines Metall- oder Metallegierungspulvers

Info

Publication number: DE3113886C2
Application number: DE3113886A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Eckart Werk Standard Bronzepulver Werke Carl Eckart GmbH and Co
Current assignee: Eckart Werk Standard Bronzepulver Werke Carl Eckart GmbH and Co
Priority date: 1981-04-07
Filing date: 1981-04-07
Publication date: 1983-01-20
Also published as: ES511284A0; EP0062221A2; US4404023A; ATE38002T1; EP0152522B1; ES8307147A1; EP0062221B1; EP0152522A2; DE3113886A1; ATE21345T1; MX157229A; EP0152522A3; EP0062221A3; BR8201969A

Description

Blattchenförmige Metall- bzw. Metallegierungspulver Finden wegen ihres ausgeprägten metallischen Glanzes verbreitete Anwendung in Überzugsmaieriaiien, ζ. B. in Karosserielacken. Fur die Ausbildung der Blättchen ist eine gewisse Duktilität des Ausgingsmateriales für dessen Verformbarkeit von Bedeutung. Die Entwicklung war und ist deshalb darai'f gerichtet, die Verformbarkeit des Ausgangsmatenals /u verbessern.

Durch die duktilen Eigenschaften des Ausgangsmaterials für die Metallpulverherstellung wird die Zerkleinerung des Ausgangsmaterials, das im allgemeinen als Grieß vorliegt, erschwert.

Fs ist /war bekannt, dem zu zerkleinernden metallischen Werkstoff Elemente zuzulegieren. welche d"e Sprödigkeit erhöhen und demzufolge auch die Zerkleinerbarkeit verbessern. Da hierdurch nicht nur J5 die Makrozähigkeit sondern auch die Mikro/ahigkeit des Werkstoffs verringert wird, muß die Verbesserung der Zerkleinerbarkeit mit einer Verringerung der Verformbarkeit des Werkstoffes erkauft werden. Dieser Nachteil haftet auch solchen mit einem spröde ·ιο machenden Zusatzstoff versetzten Werkstoffen an. bei denen die Konzentration des Zusatzstoffes vom Zentrum der Kristallite zu deren Grenzflächen hin zunimmt (sog. Kornsteigerung), wobei die im Korninneren vorhandene Konzentration des Zusatzstoffes immer noch beachtlich ist.

Im Interesse einer leichteren Verformbarkeit der metallischen Werkstoffe wurden die Beschwernisse bei der Zerkleinerung des duktilen Ausgangsmaterials und damit der F.ins.u/ eines kosicnerhöhenden Aufwandes für den Zerkleinerungsprozeß hingenommen. Eine Lösung des Problems, die Zerkleinerbarkeit des Ausgangsmatenals bei gleichzeitiger Beibehaltung seiner Duktilität durch geeignete Zusätze zum Ausgangsmatenal zu verbessern, wurde nicht ^für möglich gehalten.

Fs wurde nun gefunden, daß sich dieses Problem überraschenderweise dadurch lösen läßt, daß für die Herstellung blättchenförmiger duktiler Metall- oder Legieningspulver durch mechanische Zerkleinerung ein Werkstoff angewendet wird, in welchem ein mit dem Werkstoff im festen Zustand — auch bei den bei der Zerkleinerung auftretenden Temperaturen — nicht mischbarer fester Zusatzstoff im wesentlichen nur an den Grenzflächen der Kristallite eingelagert wurde. Durch eine derartige Einlagerung des Zusatzstoffes in das Metall- bzw. Legieningsgefüge an den Kristallitgrenzen werden gleichermaßen Sollbruchstellen ausgebildet, an denen die groben Grieß-Körner beim Zerkleinerungsprozeß besonders leicht zerbrechen. Dadurch, daß der Zusatzstoff nicht oder nur unwesentlich in die Kristallite des Ausgangsmaterials eingelagert ist, wird die Mikrozähigkeit nicht derart nachteilig beeinflußt, daß die Verformbarkeit der Bruchstücke erschwert würde.

Aufgrund der Forderung, daß der Zusatzstoff in den Körnern des Ausgangsmaterials im wesentlichen nur als Zwischensubstanz enthalten, also als gesonderte (intermediäre) Phase vorliegen und nicht etwa in den Kristalliten bzw. deren Gitter eingelagert sein soll, ist für den Fachmann die im Einzelfall, d. h. für ein bestimmtes Ausgangsmaterial, durch einige Versuche zu ermittelnde Auswahl des Fremdstoffes sowie die obere Grenze für dessen Anteil im Ausgangsmaterial vorgegeben. Bei einem über dieser Grenze liegenden Anteil würde eine Versprödung der Pulverteilcl»-<i an sich eintreten und dadurch die Verformbarkeit des Materials stark beeinträchtigt werden. Dabei ist zu berücksichti gen. daß der Einlagerungscharakter des Zusatzstoffes als Zwischensubstanz auch noch bei den im /uge der Verformung des Ausgangsmaterials zu den Blättchen auftretenden Temperaturen (im allgemeinen 60" bis 100 C) aufrechterhalten werden muß. also keine Einlagerung der Zusatzstoffe in die Kristallite des Ausgangsmaterials stattfinden darf. Dem Anteil der Zusatzstoffe im Ausgangsmaterial ist aber auch dadurch eine obere Grenze gesetzt, daß der Farbcharakter der Metallteilchen erhalten bleiben soll. O\c. untere Grenze fur den Zusatzstoffgehalt ergibt sich aufgrund des mit der Erfindung angestrebten Zweckes, nämlich die Zerkleinerbarkeit des Ausgangsmaterials zu verbessern.

Unter »Zusatzstoff« wird im Zusammenhang mil der Erfindung auch ein festes Gemisch verschiedener Smffe verstanden. Als Zusatzstoffe können Metalle. Metallegierungen. Halbmetallc und deren Verbindungen in Betracht kommen. F liegt auch im Rahmen der Erfindung, wenn die erfindiingsgcmäß wirksamen Zusatzstoffe erst bei der Herstellung des Ausgangsmaterials aus dessen Metall bzw Metallen und einem dem Ausgangsmatcnal zugesetzten Bestandteil gebildet werden und beispielsweise eine intermetallische Verbindung darstellen.

Für ein aus Kupfer oder einer Kupfer/Zink Legierung bestehendes Ausgangsmaterial haben sich Wismut und Antimon als für die Zwecke der Erfindung geeignete Zusatzstoffe erwiesen, [labet liegen deren Anteile im allgemeinen zwischen 0.1 bis 5%. vorzugsweise zwischen 1 und 2%.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten Aiisgangsmatcrials ist so vorzugehen, daß sich das oben beschriebene Gefüge ausbildet, also sich der Zusatzstoff an den Kristallitgrenzen als Zwischensubstanz atissi heidet. Dies läßt sich durch eine entsprechende Führung des Abkiihlungspro/esses bei der Verdüsung der den Zusatzstoff enthaltenden Schmelze des Ausgangsmatenals unter Berücksichtigung des für das betreffende System (Ausgangsmaterial/Zusatzstoff) geltenden Zustandsdiagramms erreichen oiler auch durch eine nachträgliche Wärmebehandlung (z. B, Anlassen).

Nachstehend sind Ausführunfjsbeispiele der Erfindung angegeben.

Beispiel 1

In einer Labor-Kugelmühle wurden 2 kg durch Verdüsung gewonnener Messinggrieß zerkleinert. Die Legicfungszusammenseizung betrug 84% Cu und 16%

Zn. Der Grieß wurde durch Siebung auf eine Teilchengröße von 63 bis 200 μηι begrenzt. Anschließend wurde der Mahlversuch unter sonst gleichen Arbeitsbedingungen mit einem Messinggrieß wiederholt, in dem 13% Sb ais interme'allische Phase enthalten war. Der bei der Vermahlung erhaltene Feinanteil mit einer Teilchengröße von weniger als 63 μιη betrug im 1. Versuch ca. 5%, im Fall des Zusatzes von Sb ca. 68%. Hinsichtlich der Verformung des Grießes zu den blättchenförmigen Teilchen zeigten sich bei beiden Versuchen keine nennenswerten Unterschiede.

Beispiel 2

In einer Betriebs-Kugelmühle wurde im kontinuierlichen Verfahren durch Verdüsung gewonnener Messinggrieß zerkleinert. Die Legierungszuammensetzung betrug 84% Cu und 16% Zn. Anschließend wurde unter gleichen Arbeitsbedingungen Messinggrieß zerkleinert, der aufgrund eines 7'isatzes von 1,2% Bi zu der für die Verdüsung verwendeten Schmelze den erfindungsgemäßen Fremdstoff enthielt Die Stundenleistung der Kugelmühle konnte bei gleichbleibender Qualität des ausgebrachten Materials um ca. 9% gesteigert werder.

Beispiel 3

Der Versuch gemäß Beispiel 2 wurde wiederholt mit der Maßgabe, daß an Stelle von Bi der (Verdüsungs-) Schmelze 3% As zugesetzt worden war. Die Stundenleistung der Mühle konnte bei gleichbleibender Qualität des ausgebrachten Materials um ca. 15% gesteigert werden.

■Beispiel 4
fVr Versuch gemäß Beispiel 2 wur< : wiederholt. wobei an Stelle von Bi der Schmelze 0,8% Sb zugesetzt worden war. Bei im wesentlichen gleichbleibender Qualität des ausgebrachten Materials konnte die Stundenleistung um ca. 20% gesteigert werden.

Beispiel 5

Durch Verdü'ung hergestellter Kupfergrieß wurde in einer Betriebs-Kugelmühle kontinuierlich zerkleinert

ι» Anschließend wurde die Zerkleinerung mit Kupfergrieß durchgeführt, dem bei der Herstellung in der für die Verdüsung aufbereiteten Schmelze 0,5% Bi zugesetzt war. Die Stundenleistung der Kugelmühle konnte bei gleichen Arbeitsbedingungen und übereinstimmender

ι ΐ Quan'ät des ausgetragenen Materials um ca. 30% erhöht werden.

Beispiel 6

Aluminiumgrieß wurde in einer Kugelmühle in -'» Gegenwart von Testbenzin chargenweise vermählen. Anschließend wurde die Zerkleinerung mit Aluminiumgrieß durchgeführt, dem bei der Herstellung in der Schmelze 1% Cer zugesetzt worden war. Die Ausbringung der Kugelmühle konnte, bei sonst gleichen .'> Arbeitsbedingungen und gleicher Qualität des ausgetragenen Materials, um ca. 14% gesteigert werden.

Beispiel 7

jo Der Versuch gemäß Beispiel 6 wurde wiederholt. An Stelle von Cer wurde der Aluminiumschmelze 1,1% Sb zugesetzt. Die Ausbringung konnte, bei sonst gleichen Arbeitsbedingungen und übereinstimmender Qualität des ausgebrachten Materials, um ca. 20% gesteigert werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Anwendung des Verfahrens der Herstellung blättchenförmiger duktiler Metall- oder Legierungspulver durch mechanische Zerkleinerung auf einen Werkstoff, in welchem ein mit dem Werkstoff im festen Zustand — auch bei den bei der Zerkleinerung auftretenden Temperaturen — nicht mischbarer fester Zusatzstoff im wesentlichen nur an den Grenzflächen der Kristallite eingelagert wurde.

2. Anwendung nach Anspruch 1 auf einen Werkstoff auf Kupferbasis, dem Wismut oder Antimon oder Arsen, oder auf Aluminiumbasis, dem Antimon oder Cer — jeweils in einer Menge von 0,1 bis 5% — zulegiert worden sind.

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