AT234741B

AT234741B - Pulvergemisch für die Herstellung von Gegenständen aus Nickel-Mangan-Sinterstahl auf pulvermetallurgischem Wege

Info

Publication number: AT234741B
Application number: AT72460A
Authority: AT
Original assignee: Birmingham Small Arms Co Ltd
Priority date: 1959-01-31
Filing date: 1960-01-30
Publication date: 1964-07-27

Description


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   Pulvergemisch für die Herstellung von Gegenständen aus   Nickel-Mangan-Sinterstahl   auf pulvermetallurgischem Wege 
Die Erfindung betrifft Metallpulvergemische für die Herstellung von zähharten Gegenständen aus Nickel-Mangan-Sinterstahl aufpulvermetallurgischem Wege. Mit dem erfindungsgemässen Pulvergemisch wird die Herstellung von Stahlwaren ermöglicht, die eine verbesserte Zugfestigkeit ohne unangemessene Einbusse der Verformbarkeit aufweisen. 



   Die Herstellung von Stahlwaren durch pulvermetallurgische Verfahren beginnt gewöhnlich mit dem Zusammenmischen einzelner Pulver in richtigen Verhältnissen, um die gewünschte Zusammensetzung zu erreichen. Es ist auch bekannt, Pulver zu verwenden, die aus einem Stahl der gewünschten Zusammensetzung gebildet sind, der seinerseits durch übliche Schmelzverfahren hergestellt ist. Im allgemeinen werden durch das erstgenannte Verfahren beträchtlich bessere mechanische Eigenschaften erreicht und mit diesem Verfahren befasst sich auch die Erfindung. Die einzelnen Pulver können Metalle in elementarer Form, Legierungen zweier oder mehrerer, jedoch nicht aller Metalle, die in dem herzustellenden Stahl enthalten sein sollen, oder Verbindungen der Metalle sein ; Eisenverbindungen werden häufig verwendet. 



   Erfindungsgemäss ist ein Pulvergemisch für die Herstellung von zähharten Gegenständen aus NickelMangan-Sinterstahl auf pulvermetallurgischem Wege vorgesehen, das gekennzeichnet ist durch folgende Gehalte an Legierungselementen in Gewichtsprozenten, wobei dieselben sowohl als Metallpulver als auch als Pulver von Vorlegierungen oder in Form reduzierbarer Verbindungen vorliegen   können :  
5 -15%, vorzugsweise 5-13% Nickel
0,   4- 1%,   vorzugsweise 0,   5- 0, 6% Mangan  
0,   5- 5%,   vorzugsweise 1,   0-41o   Molybdän 
 EMI1.1 
 wobei der Rest aus Eisen und den üblichen Verunreinigungen besteht. 



   Ein kleiner Anteil des Eisengehaltes kann durch dasselbe Gewicht eines oder mehrerer anderer Elemente ersetzt werden, die die Zugfestigkeit und Verformbarkeit der aus den Pulvern. hergestellten Waren nicht nachteilig beeinflussen. Vorzugsweise übersteigt die so ersetzte Eisenmenge nicht 5% des Gesamtgewichtes der Mischung. Die nachstehende Liste umfasst Elemente, die zugegeben werden können, wobei die Ziffern in den Klammem die bevorzugte Obergrenze   angeben : Al (110),   B (0, 3%), Cr (5%), Cu 
 EMI1.2 
 (0,   6qu),   Pb (0, 5%). 



   Nickel wird vorzugsweise in Form eines feinen Pulvers, insbesondere als feines Karbonyl-Nickelpulver beigegeben. Mangan kann zugegeben werden in der Form von Ferromangan-Pulver mit einer maximalen Korngrösse von 0,053 mm (entsprechend einem 300 Maschen-Sieb nach britischer Standardausführung) oder als Mangankarbonat-Pulver. Soferne Kobalt benützt wird, wird es vorzugsweise als feines Pulver beigemischt, zweckmässig auch mit einer maximalen Korngrösse von 0,053 mm. Molybdän kann als Ferromolybdän-Pulver eines vorzugsweise analogen   Komgrössenbereiches   beigegeben werden.

   Das Eisenpulver ist vorzugsweise Weicheisenpulver und hat vorzugsweise eine solche Korngrösse, dass es zur Gänze durch ein Sieb mit der Maschenweite 0, 152 mm hindurchgeht, während 750 durch ein Sieb mit der Maschenweite 0,076 mm und 50% durch ein Sieb mit der Maschenweite   0.   053 mm gehen. 

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   Zur Erzeugung eines Stahlgegenstandes werden die Pulver in den gewünschten Anteilen abgewogen und sorgfältig gemischt, um ein homogenes Gemisch zu erzeugen. In diesem Stadium können Schmiermittel wie Paraffinwachs, Stearate oder andere in der Fachwelt bekannte Schmiermittel in gewünschten Verhältnissen zugemischt werden. Das Gemisch wird dann in eine der gewünschten Gestalt des Gegenstandes entsprechende Form gegeben und unter einem Druck von vorzugsweise wenigstens 3,5 t/cmz verdichtet. Das verdichtete Pulver wird aus der Formhöhlung ausgestossen und dann vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 1200 und 14000C in einer eine Oxydation verhindernden Atmosphäre genügend lang erhitzt, um ein Sintern zu ermöglichen. Der Zeitraum beträgt vorzugsweise mindestens 30 min.

   Selbstverständlich können etwas niederere Drücke und/oder Temperaturen und/oder kürzere Zeiten benützt werden und Erzeugnisse ergeben, die, wenngleich sie etwas weniger gute Eigenschaften aufweisen, für bestimmte Zwecke brauchbar sein können ; die genannten Grenzen sind im allgemeinen die niedersten noch zulässigen. Ein Beispiel für eine geeignete nichtoxydierende Atmosphäre ist eine Mischung von   750/0   Wasserstoff und   25% Stickstoff.   



   Als Beispiele der verbesserten mechanischen Eigenschaften, die durch die Erfindung erreicht werden, zeigt die folgende Tabelle die Zugfestigkeiten und Dehnungen einer Anzahl von Erzeugnissen, die durch Verdichten der Pulvermischung bei einem Druck von 6 t/cm und durch Sintern während 1 h bei 13000C hergestellt wurden. 



   Prozentuelle Zusammensetzung 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Misch. <SEP> Ni <SEP> Mn <SEP> Co <SEP> Mo <SEP> Kohlenstoff <SEP> Eisen <SEP> u. <SEP> Ver- <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Dehnung
<tb> Nr. <SEP> (Graphit) <SEP> unreinigungen <SEP> t/cn <SEP> % <SEP> 
<tb> 1 <SEP> 5,0 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> Rest <SEP> 6,7 <SEP> 5%
<tb> 2 <SEP> 10,0 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 1,0 <SEP> 1,0 <SEP> 0,3 <SEP> Rest <SEP> 8, <SEP> 2 <SEP> 40/0
<tb> 3 <SEP> 10,0 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 3,0 <SEP> 3,0 <SEP> 0,3 <SEP> Rest <SEP> 9, <SEP> 2 <SEP> 3%
<tb> 4 <SEP> 10, <SEP> 0 <SEP> 0,5 <SEP> 3,0 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 0,6 <SEP> Rest <SEP> 11,0 <SEP> 4%
<tb> 5 <SEP> 15,0 <SEP> 0,5 <SEP> 3,0 <SEP> 2,0 <SEP> 0,6 <SEP> Rest <SEP> 10, <SEP> 0 <SEP> 5%
<tb> 6 <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 4, <SEP> 0 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> Rest <SEP> 8,

   <SEP> 0 <SEP> 3% <SEP> 
<tb> 7 <SEP> 10,0 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 0,6 <SEP> Rest <SEP> 10,5 <SEP> 4%
<tb> 
 
Diese Eigenschaften können mit Proben verglichen werden, die unter gleichen Bedingungen aus Pulvern hergestellt wurden, die'5% Nickel, 0,   50   Mangan, 0,   2%   Kohlenstoff (Graphit) und als Rest Eisen und Verunreinigungen enthielten. Solche Proben hatten eine Zugfestigkeit von 4, 5 bis   5, 5 t/cmz   und eine Dehnung von 6 bis   12%.   



   Nach dem Verdichten und Sintern können die Sinterkörper bei Drücken bis zu 10,5   t/cm   nachgepresst werden, um erhöhte Festigkeit und Zähigkeit oder grössere Genauigkeit der Abmessungen zu erzielen. Die nachgepressten Formlinge können bei einer Temperatur von 14000C in einer geeigneten Atmosphäre auch einer weiteren Sinterung unterworfen werden. 



   Die gesinterten und nachgepressten Formlinge können mit den normalen Verfahren wärmebehandelt werden, die bei Schmiedestahl angewendet werden, und sie können mit den üblichen Verfahren einsatzgehärtet, galvanisiert, phosphatiert oder mit einem Überzug aus Chrom versehen werden, der in den Gegenstand hineindiffundiert ist. 

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Pulvergemisch für die Herstellung von zähharten Gegenständen aus Nickel-Mangan-Sinterstahl auf pulvermetallurgischem Wege, gekennzeichnet durch folgende Gehalte an Legierungselementen in Gewichtsprozenten, wobei dieselben sowohl als Metallpulver als auch als Pulver von Vorlegierungen oder in Form reduzierbarer Verbindungen vorliegen können :

<Desc/Clms Page number 3> EMI3.1 <tb> <tb> 5 <SEP> -15%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 5 <SEP> -13% <SEP> Nickel <tb> 0, <SEP> 4 <SEP> - <SEP> 1%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0, <SEP> 5-0, <SEP> 6% <SEP> Mangan <SEP> <tb> 0, <SEP> 5- <SEP> 5%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 1, <SEP> O-4% <SEP> Molybdän <tb> 0 <SEP> - <SEP> 3%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 3% <SEP> Kobalt <tb> 0, <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 1%, <SEP> vorzugsweise <SEP> 0, <SEP> 3-0, <SEP> 8% <SEP> Kohlenstoff <SEP> (Graphit), <tb> wobei der Rest aus Eisen und den üblichen Verunreinigungen besteht.

2. Pulvergemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich enthält : EMI3.2 <tb> <tb> bis <SEP> zu <SEP> 10 <SEP> Aluminium <tb> bis <SEP> zu <SEP> 0, <SEP> 30 <SEP> Bor <tb> bis <SEP> zu <SEP> 50 <SEP> Chrom <tb> bis <SEP> zu <SEP> 5% <SEP> Kupfer <tb> bis <SEP> zu <SEP> 10 <SEP> Magnesium <tb> bis <SEP> zu <SEP> 40 <SEP> Niob <SEP> und/oder <SEP> Tantal <tb> bis <SEP> zu <SEP> 0,3% <SEP> Phosphor <tb> bis <SEP> zu <SEP> 10 <SEP> Silizium <tb> bis <SEP> zu <SEP> 2% <SEP> Titan <tb> bis <SEP> zu <SEP> 40 <SEP> Wolfram <tb> bis <SEP> zu <SEP> 0,3% <SEP> Vanadium <tb> bis <SEP> zu <SEP> 0, <SEP> 6% <SEP> Zirkonium <tb> bis <SEP> zu <SEP> 0, <SEP> 6% <SEP> Selen <tb> bis <SEP> zu <SEP> 0, <SEP> 5% <SEP> Blei. <SEP> <tb>