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Kupferhaltiger Sinter-Manganstahl Legierte Stähle, wie sie in bekannter Weise auf dem Gusswege hergestellt werden, haben seit vielen Jahren für die verschiedensten Zwecke in der gesamten Technik eine sehr bedeutende Verwendung gefunden. Obwohl man durch mannigfache Auswahl der Legierungskomponenten oftmals Stahllegierungen mit spezifischen Eigenschaften erhalten konnte, war dennoch die Herstellung derselben infolge zu geringer oder gänzlich fehlender Legierungsbildung einzelner Komponenten in vielen Fällen beschränkt. Dies gilt insbesondere für Stähle, die neben den üblichen Legierungszusätzen, wie Kohlenstoff, Manger Chrom, Nickel, Kobalt, Wolfram u. a., grössere Prozentsätze Kupfer enthalten. Niedrig-
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stoffe bekannt.
Höher kupferhaltige Stähle kann man wegen der Unmischbarkeit von Eisen und Kupfer im flüssigen Zustand auf dem Schmelzwege nicht erzeugen.
Erst als die Methoden der Pulvermetallurgie für die Herstellung legierter Stähle nutzbar gemacht wurden, hatte man einen Weg gefunden, legierte Sinterstähle zu erzeugen, wie sie auf dem Gusswege vielfach nicht erreicht werden konnten.
So gelang es, Legierungen mit bisher unbekannter Zusammensetzung und unerwarteten Eigenschaften zu erzeugen.
Man hat bereits Sinterstähle mit einem Kupfergehalt bis zu 50"., hergestellt und hat auch schon daran gedacht, derartige Stähle mit einem Zusatz von Nickel, Mangan, Chrom, Silizium bis zu 5 u 0 usw. zu versehen. Die Erfindung besteht nun in einem kupfergetränkten Sinter-Manganstahl,
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anfallende Verunreinigungen enthält. Auf diese Weise gelingt es, sowohl martensitische, als auch austenitische Stähle herzustellen, die sich durch besonders grosse Härte und Verschleissfestigkeit auszeichnen. Zwecks Erzielung besonderer Eigenschaften, z.
B. erhöhter Korrosions-und Warmfestigkeit, können die Legierungen bis zu 30""Chrom, bis zu 20" Nickel, Kobalt oder Wolfram sowie gegebenenfalls Mengen bis zu 5""der Metalle Vanadin, Niob, Tantal, Molybdän, Titan, Zirkon, Aluminium oder Bor, einzeln oder zu mehreren, enthalten, wobei jedoch der Gesamt- gehalt der Legierungsstoffe 50% nicht überschreiten darf.
Die erfmdungsge mässen legierten Sinterstähle werden nach der bekannten Methoden der
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mit Eiaenpulver gemischt, gepresst und anschliessend gesintert werden. Als zweckmässig hat es sich gezeigt, gepulverte Vorlegierungen aus zwei oder drei Legierungsmetallen, beispielsweise aus Kupfer-Aluminium, Kupfer-Mangan, Kupfer-Eisen-Mangan oder Kupfer-ManganKohlenstoff oder Kupfer-Chrom-Kohlenstoff oder Kupfer-Aluminium-Mangan zu verwenden. In besonders bevorzugter Weise kann die Kupferkomponente-gegebenenfalls auch als Vorlegierungen-dem aus den übrigen Komponenten gepressten und gesinterten Formstück durch Tränken einverleibt werden. Die verschiedenen Verfahren können auch kombiniert werden. So kann man z.
B. die Kupferkomponente zum Teil in Pulverform dem Ausgangspulver zumischen und den Rest des Kupfers in das gepresste und gesinterte Formstück durch Tränken einbringen.
Die erhaltenen Stähle können in bekannter Weise nachbehandelt werden. So sind z. B. durch Abschrecken und Anlassen Ausscheidungshärtungseffekte in der Grundmasse und auch in der Kupfer-Phase zu erzielen. Der Kohlenstoff kann auch in bekannter Weise durch Einsatzhärtung eingebracht werden. Gegenüber den geschmolzenen Manganstählen zeigen die er- findungsgemässen legierten Sinterstähle eine ausser- ordentlich hohe Härte sowie ausgezeichnete
Festigkeiten und Dehnungen und sind daher überall dort bevorzugt anzuwenden, wo es auf diese Eigenschaften und besonders hohe Ver- schleissfestigkeiten ankommt. Gegenüber den bisher bekanntgewordenen gesinterten reinen
Manganstählen, die stets eine gewisse Porosität aufweisen, sind die Legierungen nach der Er- findung infolge ihres dichten Gefüges von wesentlich gesteigerter Härte und Festigkeit.
Beispiel 1 : Martensitischer, kupfergetränkter
Mangansinterstahl :
Kohlenstoff 0-8%, Mangan 6", Kupfer 10"",
Eisen Rest. Dieser Sinterstahl zeigt eine Härte
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,'vl1 Hv 840 kg, mm2. Derselbe Sinterstahl, jedoch ohne Kupfergehalt, zeigt eine Härte von
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aufweist.
Beispiel 2 : Austenitischer Mangansinterstahl, in den das Kupfer teilweise durch Tränken mit einer Kupfer-Mangan-Legierung (30% Mangan, 70""Kupfer) eingebracht, teilweise in Form von Kupferpulver dem Skelettkörper beigegeben wurde :
Kohlenstoff 0-8%, Mangan 14%, Kupfer 13%, Eisen Rest. Dieser Sinterstahl zeigt eine Härte von Hv 350 kg/Mm. Derselbe Sinterstahl, jedoch ohne Kupfergehalt, zeigt eine Härte von
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Beispiel 3 : Chrom-Mangan-Sinterstahl, hergestellt durch Tränkung des Skelettkörpers mit einer Legierung aus 78% Kupfer, 13% Mangan und 9% Aluminium, wobei ebenfalls ein Teil des Kupfers unmittelbar dem Skelettkörper in
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Kupfer. 25%, Aluminium zou Eisen Rest.
Dieser nichtrostende und warmfeste Sinterstahl hat eine Härte von Hv 400 kgJmm2, Derselbe Sinterstahl ohne Kupfer zeigt eine Härte von Hv 145 kg/mm2. Der gleiche Gussstahl ohne Kupfer weist eine Härte von Hv 220 kg'mm2 auf.
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Nickel 15%, Kupfer 15%, Eisen Rest. Eigenschaften ähnlich wie in Beispiel 3, aber korrosionsfester.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Kupferhaltiger Sinter-Manganstahl, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung : 0-2-2-5% Kohlenstoff, 6-20% Mangan, 7-5 bis 30% Kupfer, est Eisen und gegebenenfalls anfallende Verunreinigungen.