DE3339213A1

DE3339213A1 - Legierungspulverfolie zum ausbilden einer verschleissfesten schicht auf einem werkstueck

Info

Publication number: DE3339213A1
Application number: DE19833339213
Authority: DE
Inventors: Yashuhumi Hiroshima Kawado; Tuyoshi Morishita; Sigemi Ohsaki
Original assignee: Toyo Kogyo Co Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1982-11-01
Filing date: 1983-10-28
Publication date: 1984-05-03
Also published as: JPS5983704A; DE3339213C2; US4563329A; JPS6343441B2

Description

TOYO KOGYO CO., LTD.

Aki-gun- Hiroshima-ken (Japan)

Legierungspulverfoiie zum Ausbilden einer varsciileißfastan Schicht auf ainem Werkstück

Die Erfindung betrifft eine Legierungspulverfolia aus kunstharzgaDundenem Lacriarungspulvar.

Derartige Lsgierunsspulvorfolian sine"'' .oeraits für die Ausbildung von verschleißfesten Legierun-jsschichten auf Werkstücken verwandet worden. Beispielsweise 77 ir et in dar an 21. Januar 1975 eingereichten japanischen Patentanmeldung 5O-Ü398, die am 22. Juli 1y7o als Offenlegungsschrift 01—03834 offengelegt worden ist, der "'Vorschlag qanacnt, eine Pulverlegierungsfolie aus einer selostgenanden Legierung una einem aus thermoplastischera Harz bestehenden Bindemittel her zustellen und unter Verwendung eines Kleblösers, beispielsweise von 'foluol, auf ainera iuetallischan .verkstdcK anzubringen. DanaGh wird das Xiarkstück mit der daraufgaklabtan L3"ia rungspulvarfolie an der Luft erhitzt, so daß sich aas Jindelaitteiharz unter der Wärmeeinwirkung ver fluent igt und auf d3. Werkstück eine Lagierungsschient gebildet wird. In dam dort vorgeschlagenen Verfahren befindet sich das '?er;-;stück bei™ Aufkleben der Lagierungspulvarfolie auf das VTBrkstück jnittei des Kieblösers auf einer niedrigen Temperatur und vjirKt can Erhitzen, des Merkstoffes das .'lindemittelharz bei eine3c Tep-'S ratur von 2oo bis 300 C als Klebstoff, dor die Legiarungspulverfolie auf ö.em Werkstück festhält.

BAD ORIQINAU

Bei weitergehender Erwärmung des Werkstoffes wird dann aas Bindemittelharz verflüchtigt, so aaß seine Klebwirkung verlorengeht. Da die Legierung seibstgenenä ist, schmilzt das Legierungspulver osi der Ernitzung des Werkstückes, so daß die Folie ihre Form nicnt während des ganzen Erhitzungsvorgangs oeibehalten kann. Die Folien dieser bekannten Art haben daher den ivachteil, daß sie nicht auf geneigte oder gekrammte tlächen und auf abwärtsgekehrten Flächen angebracht werden können.

In der am 12.Juni 1980 veröffentlichten

JA-AS 55-21802 ist ein Verfahren angegeben, in dem zum Herstellen eines Sinterlegieruncsbandes -"-ein dünnes Band aus einem kunstnarzgebundenen Pulver aus einer verschleißfesten Legierung, wie WC, NiTi oder TC, hergestellt und unter Druck gesintert wird. Das gesinterte Band wird dann rriit Schrauben oder dergleichen an einem WErkstück angebracnt. Dieses bekannte Varfanren besteht aus zahlreichen Arbeitsschritten, und das gesinterte Band muß mit Schrauben oder ähnlichen Befestigungselenenten an dem Werkstück angebracnt werden.

Eine Aufgabe der Erfindung oesteht daher in der Schaffung einer Legierungspulverfolie, die zwischen Raumtemperatur und einer hohen Sintertemperatur genügend fest an einem werkstück haftet.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Pulverlegierungsfolie, die auch bei einer nohen, in der lvähe der Sintertemperatur liegenden Temperatur eine genügende Haftfestigkeit besitzt.

Ferner besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer Legierungspulverfolie, die ohne weiteres auch an einer geneigten oder gekrümmten Fläche angebracht und an sie unter bildung einer verschleißfesten Schicht angesintert werden kann.

BAD ORIGfNAL

Line /uifcaDe der I'rfinaung rjcstent au/sorovi"; in der Scnaffung einer verschleißfesten Schicht auf einem Werkstück durch Ansintern einer Legierungspulverfoii-j an cie O.üerflüche des VjerkstücKes.

Die vorgenannten und weitere Aufgaben werden gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Legierungspulverfolie aus einem aus einer verschleißfesten eutejctiscnen Legierung in einem i'nteil von ob bis 31 vol.-o und aus einem AcrylharzDinaemittel in einem Anteil von 15 bis 3 Vol.% besteht. Zum Herstellen der Folie wird das Acrylharz in einem Lösungsmittel aufgelöst und die Lösung mit dem Lagierungspulver vermischt. Das so erhaltene Gemisch wird zu einer folie ausgev^alzt.

Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Ausbilden einer verschleißfesten Sciiicnt auf einen werkzeug. Zu diesem zweck wird eine Legierungspulvsrfolie aus einem Pulver aus einer verschleißfesten eutektischen Legierung in einem Anteil von 85 bis 97 Vol.?. und einem Acrylnarzüinde- " mittel in einem Anteil von 15 bis 3 Vol.% auf eine iierkstückoberfläche geklebt und wird zum Sintern des Legierungspulvers das Werkstück in einer nichtoxidierenden atmosphäre auf eine Sintertemperatur erhitzt, bei der ein Teil der Legierung in flüssiger Phase vorliegt.

ZS hat sich gezeigt, daß das gemäß der Erfindung als Bindemittel für die Teilchen der eutektischen Legierung verwendete Acrylharz eine Klebfdhigkeit uesitit, ohne daß es verkokt wird, und daß sein thermischer Abbau erst Dei einer Temperatur von etwa 250 C beginnt. Bei einem Temperaturanstieg ÜDer diesen Wert verkokt aas üarz, doch verflüchtigt es sich ohne Blasenbildung. Eei Temperaturen über 400 C verliert das Harz seine KlebfähigKeit. überrascnender-

¹ ο

weise löst sich selbst bei Temperaturen über 600 C das Gemisch aus dem Acrylharz und den: eutektischen Legierungspulver nicht von der UerKstückoberflache ab. cc-irn Verflüchtigen aes jiarzcs bilden sich in dem vje^T;\ioC.i kuine :<lar,en.

BAD ORIGINAL·

iJrfinaer'ttabsn vcrrscniea*ene"*i.arzarter: ceprUrt, darunter verscnieaene Arten von duroplastischen ^arzjn, thermoplastischen harzen und härtbaren Zweikomponenten-Harzen, und nahen dabei gefunden, daß in der Lecierungspulverfolie zum Ausbilden einer verschleißfesten Schient auf einer VierJcstückoberflache nur Acrylharz mit befriedigendem Ergebnis verwendet werden kann. Bei seiner Verwendung als Bindemittel im der Legierungspulverfolie erfüllt das Acrylharz die Forderungen, daß es die Herstellung einer bsi Zimmertemperatur flexiblen Folie ermöglicht, daß es bei Zinmartempsratur klebfähig ist, daß es nicht plötzlich pyrolysierbar ist, daß es bei der Pyrolyse keine beträchtlichen Mengen von Carbiden bildet, daß es keine merklicne Gasmenge erzeugt, die zur Bildung von Blasen oder anderen Oberflächenfenlern fünren könnte, und daß es beim Sintern nicht zum Ablösen von der Werkstückoberfläche neigt und die Beschaffenheit einer Folie beibenält. Das Acrylharz ist bekanntlich ein Polymerisat eines jciscers der Acrylsäure oder der -Methacrylsäure. Ira ua.imen der Erfindung kann jedes beliebige Acrylharz verwendet v/erden.

Nachstehend wird der Erfindungsgegenstand anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. In diesen zeigt

Figur 1 in einem Kurvenbild die Abhängigkeit des Bindevermögens von der Temperatur,

Figur 2 eine Rohlenstoff-X«* -Röntgenaufnahme der werkstückoberfläche,

Figur 3 eine Kohlenstoff-KOC-Röntgenaufnahme der Werkstückoberfläche nach dem Abschälen der Legierungspulverfolie von dem Werkstück,

Figur 4 eine Phosphor-KOC-Röntgenaufnahme der Werkstückoberfläche nacn dem Abschälen der Legierungsfolie,

Figur 5 in Seitenansicnt einen Teil einer für einen Verbrennungsmotor bestimmten Nockenwelle, auf die die Erfindung anwendDar ist,

BAD

Figur b aineii" Sennit" längs "der* Linie VI-VI in Figur d,

Figur 7 in einer Seitenansicnt einen für einen Verbrennungsmotor bestimmten Kipphebel, auf den äie Erfindung anwendbar ist,

Figur 8 in einer Seitenansicht: einen zur Ventilbetätigung dienenden Stößel, auf den die Erfindung ebenfalls anwendbar ist, und

Figur b schaubildlicn einen Prüfkörper für eine Äßschälprüfung. Die

Figuren 10 bis 12 sind Mikroaufnahmen der gesinterten Scnichten der Ausführungsbeispiele der Erfindung,

Figur 13 zeigt in einem Diagramm die Ergebnisse von Verschleißprüfungen.

"wenn eine Legierungspulverfolie aus einem eutektischen Legierungspulver und einem Acrylharzbindemittel auf eine Werkstückoberfläche geklebt und auf eine Sintertemperatur erhitzt wird, beginnt bei einer Temperatur von etwa 300 C aas Verkoken des Äcrylharzes und ist dieses bei einer Temperatur von etwa 800 C vollständig verkokt. Während dieses Lrhitzens nimmt das Bindevermögen des Harzes allmählich ab und hat es bei einer Temperatur von etwa 400°C überhaupt kein Bindevermögen mehr. Dies geht aus der Figur 1 hervor. Dagegen nimmt beim Ernitzen das Bindevermögen des des durcn das Verkoken ceε Harzes gebildeten Kohlenstoffsvon 300 C an allmählich zu und ist anstelle des Harzes schließlich nur noch Kohlenstoff vornanden, der als Bindemittel zwischen dem Legiarungspulver und dem Werkstück wirksam ist und das Legierungspulver auf der Werkstückoberfläcne festhält, bis die I'emperatur in einen Sinterbareich aestiec-en ist.

BAD ORIGINAL

υ,τ. aies zu Dsl---sltaa3nv-s«i'nd Wrsiscnc? rat >'r>.fjLÖroern durcngefanrt vroraen, zu deren Herstellung Legierungspulverfolien oeraäß der Erfindung auf CDerfläc.'ien von .erkstucKsn aus jjiscnmaterial gs.zlebt wurden. Danac.n wurueii die PrüfKörper auf csuü c ernitzt und die Legierungspulverfolien r.iecnaniscn aogescnäit. Dann wurde die Grenzflache zv.'is.icen der Lagierungspulverfolie und der n'erkstückooerflaciae uiitersucnt. Die Figur 3 ist ein Kohlenstoff-KO^-Röntgenaufnanme der Werkstückoberfläche. Für diese Aufnahme wurde nach dem Abschälen der Legierungspulvsrfolie von dem Werkstück des3an Ucerfläche von einer Rontgenmikrosonde .mit EleKtrönenstrahlen üesciiossen, um Konlenstof fteilcaen anzuregen, vorauf Auf η an ¹^e η von den von den Äonlenstoffteilcnen emittierten KC<-Kontgenstraalen gemacht v/urden. figur <l ist eine ähnliche yioalensto£f-KO\-Röntgenaufnahme der /verkstückoberfläcne vor de:a ^ardufjileßcn aer Legierungsfolie. i3ei einer« .vergleich der Figuren 2 und 3 erkennt man, daß durch das Aufkleben der jGaierungspulverfolie auf das Werkstücjc und aas Erhitzen desselben auf bOO C die Diente der Kohlensroffteiichen beträchtlicn ernönt und da.ier ein genügend großes 3indevermögen erzielt wird.

Die Figur 4 ist eine Phosphor-KCX-Röntgenaufnahme des Wertstückes . in der Figur 4 erkennt man, daß auch Pnosphorteilchen üuer die ganze Grenzfläche verteilt sind. Es versteht sich, daß bei Temperaturen über etwa öOO°C die Phosphorteilchen zu der Festigkeit der Verbindung zwischen dem !verKStück und der Legierungspulvsrfolie beitragen. As± no'ien Temperaturen kann daner die Festigkeit der Verbindung zwiscnen dem Werkstück und der Legierungspulverfolie teilweise auf das Bindevermögen des Harzbindemittels und teilweise auf das Bindevermögen der Legierungsteilchen zurückzufahren sein.

Jetzt sollen die Eigenschaften des Legierungspulvers benandslt warden. Die auf das yJerKstück auf ge sinterte Legierung muß natürlich, vorscnleißfest sein. Farn.sr soil die .Legierung eine möglichst niedrige Sintertemperatur haben, v/eil das Harzbindemittel nur eis zu einer .bestimmten Temperatur bindungsfänig ist.

BAD ORIGINAL

3 .

aus diesem Gj3iiaift*we:£<Seh..cv3"r*fc* Wr ;rfinouT:; bevorzugt Pulver aus einer varscnleiiifesten eutektische:-» legierung verwendet, insbesondere aus einer eutektiscnen Dreistoff legierung vorn Typ Fe-i^vi-C, oei der π mindestens eins der Elemente Mo, B und P bedeutet, besonders wird eine phosphorhaltige eutektiscne Dreistofflegierung bevorzuge, weil die Phosphorteilchen in wünschenswerter .veise in das Werkstück diffundieren. Ferner sollen bei Temperaturen von 1000 bis 1150 C zu 10 bis 50 Vol.% der Legierung in flüssiger Phase vorliegen und soll die Legierung eine gute Affinität für das Werkstück haben.

Wenn in dem vorgenannten Temperaturbereich aer Anteil der flüssigen Pnase kleiner ist als 10 Vol.^, kann eine genügend feste Verbindung nicnt erzielt werdea. .«enn der knteil der flüssigen Phase größer ist als 50 Vol.%, ist die Regierung zu dünnflüssig, so daß sie nicht mehr im Zustand einer Folie veroleibt.

Bei Verwendung einer eutektiscnen Dreistofflegierung vom Typ Fe-P-C bildet Phosphor mit dem Eisen und dem Kohlenstoff ein Eutektikum und trägt der Phosphor zur Verschleißfestigkeit bei. Ferner setzt der Phosphor den Schmelzpunkt der Legierung herab. Der Phosphorgehalt oeträgt vorzugsweise 0,5 bis 2,5 Gew.%. Bei einem Phosphorgehalt unter 0,5% kann in dem vorgenannten Temperaturbereich keine flüssige Phase in einem Anteil von 10 Vol.% aufrechterhalten werden. Bei einem Phosphorgehalt von mehr als 2,5% fällt das pnosphorhaltige Eutektikum inFonu eines rietz^encs aus und wird die Zähigkeit der Legierung vermindert.

Der Kohlenstoffgehalt bewirkt zusammen mit dem Fe und P eine Verfestigung des Grundmetalls und eine Bildung einer Hartstoffschicht. Der Kohlenstoff bildet ferner mit dem Phosphor ein Eutektikum, das die Dichte und die Festigkeit der Verbindung mit dem Werkstück ernöht. Der Kohlenstoffgenalt beträgt vorzugsweise 1,5 bis 4,0 Gsw.o. Bei einem Konlenstoffgehalt unter 1,5 Gew.% ist weniger niearigsch-olzendes Eutektikum vorhanden und sind die Diente und das Binaevernögen ungenüaend.

BAD ORIGINAL

Bei einem Korfieno£.offa-eiialt."ut»'er*"4,0 Gew.% v/ird üer Anteil der flüssigen Phase zu groß und ist es schwierig, den Zustand einer Folie aufrechtzuerhalten. Ferner fallen dann Carbide in Form eines Netzwerks aus, wodurch die Zähigkeit vermindert wird.

Bei Verwendung einer eutektischen Dreistof flecrierung vom Typ Fe-Mo-C bildet das Ho eine Hartstoffschicht und erhöht es die Festigkeit des Grundmetalls. Im Zusammenwirken mit dem Fe und C setzt das Mo den Schmelzpunkt herab. Der Mo-Gehalt beträgt vorzugsweise 2,5 bis 10,5 Gew.%. Lei einem Ho-Gehalt unter 2,5% bildet sich keine genügende Hartstoffschicht und kein genügend großer Anteil der flüssigen Phase, so daß die Dichte und mit ihr die Verschleißfestigkeit geringer ist. Infolge des geringen Anteils der flüssigen Phase ist das Bindevermögen nur gering. Bei einem Mo-Gehalt über 10,5% bildet sich zu viel flüssige Phase, wodurch die Zähigkeit beeinträchtigt wird.

Bei Verwendung einer eutektischen Dreistofflegierung vom Typ Fe-B-C bildet der B-Gehalt zusammen mit dem Fe- und C-Gehalt eine Hartmetallschicnt und setzt der B-Gehalt den Scnmelzpunkt herab. Der B-Gehalt beträgt vorzugsweise 0,5 bis 3,0 Gew.%. Bei einem B-Gehalt unter 0,5% wird zu wenig Dreistof f-Eutektikum gebildet, so daß die Verschleiß- und Freßfestigkeit ungenügend sind. Mit einem B-Gehalt über 3,0% wird die Legierung zu spröde.

Man kann die Festigkeit und die Verschleißfestigkeit der eutektischen Dreistofflegierung durch v/eitere Zusätze verbessern. Beispielsweise kann man mit Cr, V und/oder W gute Ergeonisse erzielen; diese Zusatzstoffe verfestigen das Grundmetall, insbesondere seine Zänigkeit. Ferner-bilden diese Susatzstoffe in Kombination mit dem Kohlenstoff ein Hartmetall. Dabei ist aber die Verwendung dieser Zusatzstoffe in einem Anttil von über 10 Gew.% unwirtschaftlich, weil die Wirkung der Zusatzstoffe nicht weiter erhöht wird.

BAD ORIGINAL

JU

5ei der Herstellung 02s -liegi*erun*-'spulvers kann r.-.an der Legierungsschmelze Si zusetzen, um die flieCfänicx.eit zu der Legierung und die Affinität zwischen der Legierung und dem Werkstück zu verbessern. Dabei beeintrücntigt aber ein Si-Gehalt über 5,0 Gew.% die Verschleißfestigkeit. Zur Verfestigung kann man auch Nickel zusetzen, docn beeinträchtigt ein Kickelgehalt über 5 Gew.% die Freßfestigkeit. Anstelle von Nickelkann Mn in einer Menge von nicht near als 5 Gew.% zugesetzt werden.

Die Korngröße des Pulvers hat einen starken Einfluß auf die Porosität der gesinterten Schicht. Vorzugsweise ist das Legierungspulver feinkörniger als 150 mesh. Bei einem-¹ Legierungspulver, das grobkörniger ist als 150 mesh, hat die gesinterte Schicht eine höhere Porosität und daher eine geringere Verschleißfestigkeit.

Las in einer z-üenge von 3 bis 15 Vol.% verwendete Acrylharzeindemittel wird mit dem.. Legierungspulver gemischt. Bei weniger als 3% Bindemittel ^hat die Folie kein genügendes Bindevermögen und ist es schwierig, eine flexible Folie herzustellen. Ein Harzgehalt über 15 Vol.% beeinträchtigt bei hohen Temperaturen die Porosität der gesinterten Schient und die Bindekraft.

ISJachstenend werden die Herstellung einer Legierungspulverfolie gemäß der Erfindung und die Ausbildung einer verschleißfesten Scnicht auf einem werkstück beschrieben.

(1) Herstellung einer Legierungspulverfolie

Acrylharz wird in einem Lösungsmittel, wie Aceton, Toluol oder Methyläthylketon, gelöst. Die Lösung wird mit einem Pulver aus einer verschleißfesten eutektischen Legierung gemischt. Das erhaltene Gemisch besteht onne das Lösungsmittel zu 3 bis 15 Vol.% aus dem Harz und zu y7 bis 85 Vol.% aus ner Legierung. Dieses Gemisch wird in eine Form gegossen und darin belassen, bis das Lösungsmittel verdampft ist. Danacn wird das Geitiiscn zu einer Folie der gewünschten Dicke ausgewalzt.

BAD ORIGINAL

(2) verbinden der t olii.i.irS>ii* 3iKe^"-iierr*s«t:u«£ic

Die i-'olie v.'ird auf einer Seite mit einen /.crylriarz von der in der Legierungsfolie verwendeten Art überzogen, bann wird die Iölie mit der überzogenen Seite cer Folie auf eine werkstückoberfläche aufgekleDt, die verschleißfest gemacxit werden soll. Das Werkstück kann bsis-ielsviise eine ho:.Ie !Nockenwelle 1 für einen Verbrennungsmotor sein (Figur 5 und 6). In diesem Fall kann man die Legierungsfolia 3 auf eine Nocke 2 jcleoen. Das Werkstück kann aucn ein ixi^phsbel 4 (Figur 7) sein, aer aus einer Aluminiumlegierung bestaut und zum Betätigen eines Ventils des Verbrennungsriotors dienen soll. Der Kippnebel 4 besitzt zum Angriff an der die Ventilbetätigung steuernden Nocke eine Stahlauflage 5, auf die eine Legierungsfolie 7 geklebt nverden kann. Ferner kann cas vverks-cüc]c ein Stößel b (Figur δ) sein, der zum Betätigen eines Ventils eines Verbrennungsmotors dient und auf o.en Legierungsfoiien 8 und 9 an den einander entgegengesetzten Stirnflächen geklebt v/erden, diein Gleitberülirung mit den -feilen stehen, mit denen sie zusammenarbeiten.

(3) Erhitzen

Das Werkstück mit der daraufgekleoten Legierungspulverfolie vvird dann in einer nichtoxiäierenäen Atmosphäre, beispielsweise in einer Wasserstoff- oder StickstoffatmospnJLre oder im Vakuum erhitzt, üanei hat cie Erhitzungsgeschvyindigkeit einen großen Einfluß auf die Verbindung zwischen der Folie und dem Werkstück und auf die Porosität der gesinterten Schicht. Bei zu langsamem Erhitzen kann eine zu große ivieiige festes Metall in das werkstück hineindiffundieren, so daß zu wenig flüssige Phase gebildet wird. Bei zu schnellem Ernitzen wird zu viel Gas erzeugt, so daß Blasen entstehen können. Vorzugsweise beträgt die Erhitzungsgeschwindigkei-c 10 bis 40 °C/min.

Nachstehend wird der Urfindungsgegenstand anhand von Ausführungsneispielen weiter erläutert.

BAD ORIGINAL

Beispiel 1 „C*"*-* ... *-*

Eine eutektiscne Dreistoff legierung ;nit 10, ο Gew. ο ^o, 2,5 oew.-s Cr, 2,4 Gew.% P, 3,6 Gew.% C, Rest im wesentlichen Fe, wird in Form eines Pulvers erzeugt, das feinkörniger ist als 150 mesh. Durch Vermischen dieses Pulvers mit in Aceton gelöstem Acrylnarz wird ein Gemiscn erzeugt, das ohne das Lösungsmittel zu 93 Vol.% aus dem Legierungspulver und zu 7 Vol.% aus dem Harz bestem;. Das Gemisch wird in eine Form gegossen und der so erhaltene Formkörper wird zu einer folie ausgewalzt. Die Folie wird auf ein WerkstücK aus Stahl geklebt. Das Werkstück mit der daraufgeklebten Folie wird auf 1000 C erhitzt und 20 min lang auf dieser Temperatur gehalten; dabei öildet sich eine flüssige Phase in einer Menge von 50 Vol.% der Legierung. Auf diese Weise wire auf dem Werkstück eine verschleißfeste gesinterte Legierungsschicht gebildet, die 2,4 Gew.% P, 3,ο Gew.'s C, 3,b Gew.se, 10,5 Gew.% Mo, 2,5 Gew.% Cr, Rest im wesentlichen Fe, enthält. Das Endprodukt hat eine V'ickershärte nV von oi?c und eine Porosität von weniger als 1,0%.

Figur 10 ist eine 100-fach vergrößerte Mikroaufnahme der Grenzfläche zwischen dem Werkstück und der gesinterten Schicht. Diese ist durch dunkle Flächen auf einem weißen Hintergrund dargestellt. Die hellgraue Fläche stellt das Werkstück und ein dunkelgrauer Bereich stellt eine Zone dar, in der eine Diffusion stattgefunden ha£-.

Beispiel 2

Es wird-ein Pulver der Legierung SUS 410 gemäß derjapanischen Industrienorm (JIS) hergestellt. Das Pulver ist feinkörniger als 150 mesh und wird mit dem gleichen Volumen eines Pulvers gemischt, das feinkörniger ist als 150 mesn und aus einer eutektischen Dreistofflegierung mit 10,5 Gew.% Mo, 2,4 Gew.% P, 3,6 Gew.^o C, Rest im wesentlichen Fe, besteht. Das Legierungsgemisch wird mit in Aceton gelöstem Acrylnarz gemischt.

BAD ORIGINAL

Die so erhaltene- ^VürscAlfensaürig^ivfi^d in eine Tora gegossen und der Formkörper zu einer Folie ausgewalzt. Diese wird auf ein Werkstück aus Stahl ^/ aufgeklebt, das danacü auf 1090 C ernitzt und 20 min lang auf dieser Temperatur genalten wird. Dabei liegen 12 Vol.% des Legierungsgemisches in flüssiger Phase vor. Die auf diese Weise gebildete, verschleißfeste gesinterte Legierungsschicht besteht aus 1,1 Gew.% P, 1,8 Gew.% C, 5,3 Gew.%.Mo, 7,5 Gew.% Cr, Rest im wesentliehen Fe. Das Endprodukt nat eine Vickershärte HV von 626 und eine Porosität von weniger als 1,0%. Figur 11 ist eine ^Mikroaufnahme einer Schnittfläche des Endprodukts.

Beispiel 3

70 Gewichtsteile eines aus der Legierung SOS 410 bestehenden Pulvers, das feinkörniger ist als 150 mesh, werden mit 30 Gewichtsteilen eines Pulvers gemischt, das feinkörniger ist als 150 mesh und aus einer eutektischen Dreistoff legierung mit 10,5 Gew.% Mo, 2,4 Gew.% P, 3,6 Gew.% C, Rast im wesentlichen Fe, besteht, sowie mit 1,4 Gewichtsteilen Graphitpulver. Durch Mischen das so erhaltenen Gemisches mit in Aceton gelöstem Acrylharz wird eine Aufschlämmung erhalten, die ohne das Lösungsmittel aus 95 Vol.% Legierungspulver und 5 Vol.% Harz besteht. Die Aufschlämmung wird dann in eine Form gegossen und der Formkörper zu einer Folie ausgewalzt, die auf einen aus Stahl bestehenden Kipphebel an seiner zum Angriff an einer Nocke bestimmten Fläche aufgeklebt wird. Der Kipphebel wird dann 20 min lang auf einer Temperatur von 1150°C gehalten, so daß 11 Vol.% der Legierung in flüssiger Pnase vorliegen. Auf diese Weise wird der Kipphebel auf seiner zum Angriff an der Nocke bestimmten Fläche mit einer verscnleißfestan gesinterten Legierungsschicht versehen, die aus 0,7 Gaw.% P, 2,5 Gew.% C, 3,2 Gew.% Mo, 9,4 Gew.% Cr, Rest im wesentlichen Fe, besteht. Das Endprodukt hat eine Vickershärte HV von 707 und eine Porosität von weniger als 1,0%. Figur 12 ist eine Mikroaufnunme einer Schnittfläche des Endprodukts.

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/b

Der auf diese* iVeise* "erhaltene Xipphe.oel wurde einer Vsrsehleißprüfung untarv/orfen, in dor der Kipphebel mit einer aus Schalenhartguß bestehenden blocke ainar Nokkenwelle aus Gußeisen zusammenwirkte. Das Gußeisen bestand aus. 3,3 Gew.% C, 1,8 Gew.% C, 1,8 Gew. ή Si, 0,7 Gew.% rm, 0,07 Gew.% P, 0,05 Gew.% S, 0,04 Gew.* Cr, iiest ira wesentliehen Fe. Zur Prüfung v/urda der tiotor mit verbrauchtem Schinieröl mit 2000 ü/iain laufengelassen. Die Prüfungsergebnissa sind in der Figur 13 dargestellt. Zum Vergleich wurde eine ähnliche Prüfung mit einem Kipphebel durchgeführt, der aus Schaienhartguß mit derselben Zusammensetzung wie die Nockenwelle bestand. Die Ergeonisse dieser Prüfung sind ebenfalls in der Figur 13 dargestellt, iian erkennt, daß die gemäß der vorliegenden Krfindan." aergenteliten Produkte eine batrdciitlicn noners ver festigkeit haoen.

Prüfung auf AoscaalfestigKeit v/urd'3 eine Pulverlegierungsfolie naca iseispiel δ auf ein Workstücx aus JIS-S45C geiclabt. Gemäß der Ficj&r ü .besaß aieses "v/arkstücjc 2u eine geneigte Fläche 21, auf ais ciie Lagiarungsfolie 22 geklebt wurde. Es zeigte sica, day selbst boi einer Erhitzung auf 1130 c: aio Lagierungsfolie sicii nicxit ablöst.

Vorstehend wurde der Srfiridungsgegenstanil annand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführuagsöeispielen erläutert, auf deren Einzelheiten die Erfindung jedocn nicht eingeschränkt ist, da die AusfünrungsDeispiale im Räumen des Srfindungsgeäankens abgoänäort v/erden können.

BAD ORJGINAL

Leerseite

Claims

·"■· ·· -■· - " ·· 3333213 PATENTANSPRÜCHE

1. Legierungspulverfolia, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Pulver aus einer verschleißfesten eutektischen Legierung in einem Anteil von 85 bis S7 Vol.% und aus einam Acrylharzbindemittel in einem Anteil von 1b bis 3 Vol.% besteht.

2. Legierungspulverfolia nach Anspruca 1, dadurch geleennzeichnet, da3 sie auf derainen Seite mit einen Acrylharz übersogen ist.

3. Legierungspulvarfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eutektische Legierung vom Typ Fe-P-C ist Una 0,5 Dis δ,ο Gew.% P und 1 _eo bis 4,0 G3-..-.i> C antnalt.

4. Lagieruncrsnulvarfolio naca An3~jruo-i 1, dadurch gakennsaichnet, daß die eutekti-3ca-3 3J3gierunc.· vora 'j.'y..i l-'a-iö-C ist und 2,5 bis 10,5 Gew.% Mo a:.it.i^;.iit.

.5. Legierungspulvarfolie na"cii Anspruca 1, dadurca gekennzeichnet, daß die eutektische Legierung vora Tyο Fe-B-C ist und 0,b oxs 3,0 Gev/.-i h entnilt.

6. Legierunspulvarfolie naca i\ns;oruca 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eutektische Legierung vom Typ Fe-ii-C ist, wobei Π mindestens eins der Klemonte .ίο, P und B bedeutet, und die eutektische Legierung außerdem mindestens eins der Elemente Cr, V und V7 in einem Ga samt anteil von unter 10 Gew.% enthalt.

7. Legierungspulverfolie nach Ans^rucn 1, dadurca gekennzeichnet, daß die eutektische Legierung vom Typ Fe-^i-C ist, wobei >i mindestens eins dar Elemantc -Io, P und B bedeutet, und die Legierung ferner bis zu 5,0 Gew.-3 Si enthält.

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8. Lsgierungspulverfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eutektische Legierung vom Tyo Fe-M-C ist, woüei K mindestens eins der Elemente Mo, P und B bedeutet, und die Legierung ferner bis zu 5,0 Gew.% Ni enthält.

9. Legierungspulverfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eutektische Legierung vom Tyo Fe-M-C ist, wobei M mindestens eins der Elemente Mo, P und B bedeutet, und die Legierung ferner bis zu 5,0 Gew.% i-ΐη enthält.

10. Legierungspulverfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eutektische Legierung vom Typ Fe-M-C ist, wobei M mindestens eins der Elemente Mo, P und 3 bedeutet, und die Legierung aus einera Pulver besteht, das feinkörniger ist als 150 mesh.

11. Verfahren zum Ausbilden einer verschleißfesten

Scnient auf einem viericstück, dadurch gekennzeichnet, daß eine isgierungspulverfolie aus *-)5 bis 97 Vol.% eines Pulvers aus einer verschleißfesten eutektischen Legierung- und aus 15 bis 3 Vol.% eines Äcrylharzbinaemittels auf eine Werkstückoberfläche geklebt xvird und daß zum Sintern des Legierungspulvers aas Werkstück mit der daraufgeklebten Legierungspulverfolie in einer nichtoxidierenden Atmosphäre auf eine Sintertexnperatur erhitzt wird, bei der ein Teil der Legierung in flüssiger Phase, vorliegt.

12. Verfanren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtoxidierende Atmosphäre eine Wasserstoff- oder Stickstoffatmosphäre oder ein Vakuum ist.

13.Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung mit einer Erhitzungsgeschwindigkeit von 10 üis 40 C/min erfolge.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ernitzung so durchgefünrt wird, daß 10 bis 50 Vol.% der legierung in flüssiger Phase vorliegen.

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