AT163626B

AT163626B - Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus siliziumhaltigen Eisenlegierungen

Info

Publication number: AT163626B
Authority: AT
Inventors: Richard Dr Kieffer
Original assignee: Plansee Metallwerk
Priority date: 1947-12-20
Filing date: 1947-12-20
Publication date: 1949-07-25

Description


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  Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus siliziumhaltigen Eisenlegierungen 
Siliziumhaltige Eisenlegierungen zeichnen sich bekanntlich durch grosse Korrosionsbeständigkeit und Verschleissfestigkeit aus. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es bei auf dem Schmelzwege hergestellten Eisenlegierungen nicht zweckmässig ist, den Siliziumgehalt über   205%   zu erhöhen, weil dann die Legierungen grobkörnig und spröde werden, und sich daher nicht oder nur mit grossen Schwierigkeiten weiterverarbeiten lassen. 



   Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens gelingt es, Formkörper aus siliziumhaltigen Eisenlegierungen herzustellen, die einen erheblich höheren Gehalt an Silizium aufweisen, ohne dass sich die Nachteile des hohen Siliziumgehaltes störend bemerkbar machen. Die Erfindung besteht darin, dass die Formkörper zunächst aus Eisenpulver gepresst und gesintert werden und in die dabei entstehenden   Eisenskelettformkörper   danach eine siliziumhaltige Legierung eingeseigert wird, deren Schmelzpunkt unterhalb der Sintertemperatur der   Eisenskelettfomikörper   liegt. Die Herstellung und Seigerung der   Eisenskelettform-   körper erfolgt dabei nach bekannten in der Pulver-   metallurgie gebräuchlichen Methoden.

   Mitunter ist es vorteilhaft, dem Eisenpulver vor dem     l'lessen   noch bis zu 45% Karbide, Nitride und
Boride von Elementen der vierten, fünften und sechsten Gruppe des periodischen Systems beizumengen, um   Eisenskelettformkörper   mit besonders hoher Härte und Festigkeit zu erzielen. 



  Die Seigerung der Sinterskelettformkörper, die zweckmässig mit einem Porenvolumen von etwa   40%   hergestellt werden, erfolgt vorteilhaft mit Legierungen des Siliziums mit Eisen, Kobalt, Nickel, Mangan, Chrom, Kupfer oder Aluminium, die ein niedrigschmelzendes Eutektium bilden, so dass vermieden werden kann, dass der Eisenskelettformkörper bei der Einseigerung der Siliziumlegierungen auf eine unzulässig hohe Temperatur kommt, die eine Erweichung des Eisenskelettformkörpers herbeiführen könnte. Ausser den erwähnten Zweistofflegierungen kommen für die Einseigerung auch Legierungen in Frage, die neben Silizium noch zwei oder mehrere der Elemente Eisen, Kobalt, Nickel, Mangan, Chrom, Kupfer und Aluminium enthalten. 



   Es sind bereits siliziumhaltige Sinterlegierungen vorgeschlagen worden, gemäss welchen die Aus- gangspulver gemischt, gepresst und gesintert werden. Die auf diese Weise erhaltenen Legierungen weisen bei gleichen Gehalten an Silizium gegenüber den   erfindungsgemässen   jedoch eine wesentlich höhere Sprödigkeit auf. 



   Wird bei der Einseigerung der Siliziumlegierung der Formkörper nur kurze Zeit erhitzt, so weist der fertige Formkörper im Porenraum einen höheren Siliziumgehalt auf als im Skeletteil, weil das Silizium zur Diffusion nicht genügend Zeit vorfindet. Auf diese Weise ist es möglich, Eisenformkörper mit einem Siliziumgehalt von etwa 5% herzustellen, ohne dass sie übermässig spröde sind. Die   Eisenformkörper   weisen vielmehr ein feinkörniges Gefüge auf und lassen sich gut bearbeiten ; dabei bewirkt aber der hohe Siliziumgehalt trotzdem eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit und Verschleissfestigkeit des Eisenformkörpers.

   Wird der Formkörper bei der Einseigerung längere Zeit auf hoher Temperatur gehalten, so findet das Silizium genügend Zeit, um in den Skeletteil des Formkörpers einzudiffundieren und man erzielt dann einen Formkörper mit gleichmässigerem Aufbau. Auch in diesem
Falle kann der Siliziumgehalt vielfach höher als bei auf dem Schmelzwege hergestellten siliziumhaltigen   Eisenkörpern   gewählt werden, weil die Formkörper nachträglich nicht bearbeitet werden müssen und somit eine gewisse Sprödigkeit in Kauf genommen werden kann. 



   An Hand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung noch näher erläutert. 



   Zunächst wird der gewünschte Formkörper aus Eisenpulver gepresst, das noch die notwendige Menge Kohlenstoff in Form von Russ oder Graphit beigemengt erhält. Zwecks Erhöhung der Härte und Verschleissfestigkeit des Skelettkörpers kann noch ein Zusatz von etwa   10%   Wolframkarbid vorgesehen werden. Der vorgepresste Formkörper wird nun in einem Ofen mit Wasserstoffatmosphäre gesintert, wobei die Verhältnisse in bezug auf Korngrösse, Pressdruck und Sintertemperatur so gewählt werden, dass ein Porenvolumen von etwa   40%   entsteht. Danach wird in den porösen Eisenskelettkörper eine ManganSilizium-Legierung mit   12%   Si eingeseigert. 



  Der Schmelzpunkt dieser Legierung liegt unter   1100 0 e,   so dass die Einseigerung bei einer Temperatur von   1100 0 C   vorgenommen werden 

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 kann. Anschliessend an die Seigerung kann der Formkörper noch einer geeigneten Wärmebehandlung unterworfen werden. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus siliziumhaltigen Eisenlegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Formkörper aus Eisenpulver in an sich bekannter Weise gepresst und gesintert werden und in die dabei entstehenden   Eisenskelettformkörper   eine siliziumhaltige Legierung eingeseigert wird, deren Schmelzpunkt unterhalb der Sintertemperatur des   Eisenskelettformkörpers   liegt.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Eisenpulver vor dem Pressen Karbide, Nitride oder Boride der Elemente der vierten, fünften und sechsten Gruppe des periodischen Systems einzeln oder zu mehreren in einer Gesamtmenge bis zu 45% beigemischt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Porenraum des Eisenskelettformkörpers, der vorzugsweise etwa 40% beträgt, Legierungen von Silizium mit Eisen, Kobalt, Nickel, Mangan, Chrom, Kupfer oder Aluminium, die ein Eutektikum bilden, eingeseigert werden.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Eisenskelettformkörper Siliziumlegierungen eingeseigert werden, die zwei oder mehrere der Elemente, Eisen, Kobalt, Nickel, Mangan, Chrom, Kupfer und Aluminium enthalten.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Porenvolumen und die einzuseigernde Legierung so gewählt werden, dass das als Legierung eingeseigerte Silizium etwa 5% des Gesamtkörpers beträgt.