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Verfahren zur Herstellung einer dichten Sinterbronze hoher Masshaltigkeit
Zur Herstellung von dichten Sinterbronzen müssen entweder verhältnismässig lange Sinter- zeiten oder verhältnismässig hohe Temperaturen angewendet werden. Bei entsprechend hohen
Temperaturen, insbesondere oberhalb 850 C, treten merkliche Aufblähungen der Sinterteile auf, so dass für die Kalibrierung dieser Werk- stücke im allgemeinen die für die Verpressung verwendeten Presswerkzeuge nicht mehr brauchbar sind. Besonders auffällig und störend sind diese
Aufblähungen, wenn man von Gemischen aus
Cu- und Sn-Pulver ausgeht.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer dichten Sinterbronze hoher
Masshaltigkeit, bei der die vorgenannten Nach- teile nicht auftreten. Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung wird Bronzelegierungspulver und reines Sn-Pulver oder Sn-haltiges Legierungspul- ver mit einem presserleichternden Zusatz innig gemischt, kalt gepresst, gesintert und nachgepresst (kalibriert). Die Kalibrierung erfolgt vorzugsweise mit dem Presswerkzeug, das zum vorangegangenen Verpressen verwendet worden ist. Besonders günstig ist ein Anteil von Sn-Pulver von 0, 5 bis 5% oder von Sn-haltigem Legierungspulver von 1 bis 20%. Im hier gemeinten Sinne wird unter Sn-haltigem Legierungspulver ein Legierungspulver mit überwiegendem SnGehalt, mindestens jedoch mit dem doppelten Sn-Gehalt des Bronzelegierungspulvers, verstanden.
Hierfür empfiehlt sich besonders die Verwendung von Sn-Zn-, Sn-Pb-, Sn-Pb-Zn-Pulver, sowie die Verwendung entsprechender Legierungen mit niedrigem Kupfergehalt. Im Übrigen wird der Sn-Gehalt des Bronzelegierungspulvers und der Anteil des Sn-Pulvers bzw. der SnGehalt des Sn-haltigen Legierungspulvers so gewählt, dass der Gesamtanteil an Sn der gewünschten Zusammensetzung der Sinterbronze entspricht.
Die Erfindung macht von den Vorteilen Gebrauch, die sich beim Sintern mit flüssiger Phase, ohne dass ein Aufblähen der Sinterkörper eintritt, ergeben. Um dies zu erreichen, empfiehlt es sich, ein Sinterbronzelegierungspulver mit einem Sn-Gehalt von etwa 5 bis 10"/o und einer mittleren Korngrösse von etwa 80 bis 100 u und das beigemischte Sn-Pulver bzw. Sn-haltige Le- gierungspulver mit einer mittleren Korngrösse unter 50 zu verwenden. Beim Sintern des aus diesem innig gemischten Pulver hergestellten
Presskörpers tritt eine flüssige Phase auf, durch welche die Diffusionsvorgänge erheblich beschleu- nigt werden, so dass schon bei verhältnismässig tiefen Sintertemperaturen dichte Sinterkörper entstehen, ohne dass ein Aufblähen des Sinter- körpers eintritt.
Hieraus ergibt sich der herstel- lungstechnisch bedeutsame Vorteil, dass diese
Sinterteile mit dem gleichen Presswerkzeug kalibriert werden können, mit dem das Pulvergemisch verpresst worden ist.
Das Herstellungsverfahren für die Sinterbronze nach der Erfindung wird an den folgenden Beispielen aufgezeigt : Beispiel l : Ein Cu-Sn-Legierungspulver mit einem 9'/ogen Sn-Gehalt und einer mittleren Korngrösse von 90//-wird mit einem Anteil von l"/o Sn-Pulver mit einer mittleren Korngrösse von 40 u zusammen mit einem presserleichternden Zusatz von 0,2% innig vermischt und mit einem Druck von 6 t/cm2 verpresst. Nach der anschlie- ssenden dreistündigen Sinterung bei 8200 C in H2-Atmosphäure kann der Sinterkörper in der vorher benutzten Pressform kalibriert werden.
Der so hergestellte Sinterkörper weist eine Zugfestigkeit von 25, 6 kg/mm2 auf und übertrifft die Zugfestigkeit eines entsprechenden, nur aus Bronzelegierungspulver hergestellten Sinterkör-
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sechsstündiger Sinterung bei 820 C erreicht man mit der gleichen Zusammensetzung des Ausgangspulvers eine Zugfestigkeit von 26 bis 29 kg/mm2 bei einer Bruchdehnung von 2 bis 5 /o. Wird auf eine hohe Dehnung Wert gelegt, so wird der kalibrierte Sinterkörper einer Nachsinterung bei 820 C während einer Stunde in H2-Atmosphäre unterworfen.
Man erreicht dann eine Zugfestigkeit von 29 kglmm2 und eine Steigerung der Bruchdehnung auf 22 bis 25%.
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vers der mittleren Korngrösse von 50 ss und zo Stearinsäureester innig vermischt und die Mischung mit 6 t/cm2 verpresst. Während der Sinterung bei 820 C während einer Stunde in Wasserstoff tritt kein Volumenwachstum auf, so dass die Sinterkörper in der Pressform kalibriert werden können. Die Zugfestigkeit des kalibrierten Sinterkörpers liegt bei 26 kg/mm2, die Bruchdehnung beträgt 1%. Durch Nachsintern bei 820 C während einer Stunde in Wasserstoff wird die Bruchdehnung auf 15 bis 20*vu erhöht.
Die oben angegebenen Sintertemperaturen sind Mittelwerte der Temperatur des Sinterkörpers über die ganze Sinterzeit.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung einer dichten Sinterbronze hoher Masshaltigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass Bronzelegierungspulver und reines Sn-Pulver oder Sn-haltiges Legierungs-
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stens jedoch mit dem doppelten Sn-Gehalt des Bronzelegierungspulvers, mit einem presserleich-
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dass die Kalibrierung vorzugsweise mit dem Presswerkzeug erfolgt, das zum vorangegangenen Verpressen verwendet worden ist.