AT314212B - Verfahren zum Sintern von Legierungen mit flüssiger Phase - Google Patents

Verfahren zum Sintern von Legierungen mit flüssiger Phase

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AT314212B
AT314212B AT285772A AT285772A AT314212B AT 314212 B AT314212 B AT 314212B AT 285772 A AT285772 A AT 285772A AT 285772 A AT285772 A AT 285772A AT 314212 B AT314212 B AT 314212B
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AT285772A
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Wolfgang Schedler Dr
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Plansee Metallwerk
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/14Both compacting and sintering simultaneously
    • B22F3/15Hot isostatic pressing

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung befasst sich mit dem Sintern von Legierungen mit flüssiger Phase (Binder) bei gleichzeitiger
Anwendung von Druck. Das Verfahren ermöglicht die wirtschaftliche Herstellung von praktisch porenfreien
Teilen beliebiger Form mit aussergewöhnlicher Dichtheit und guten Festigkeitseigenschaften. 



    Durch Sinterung unter gleichzeitiger Anwendung von Druck können insbesondere bei weniger sinterfreudigen Werkstoffen höhere Dichten (geringerer Porositätsgrad) und bessere Festigkeitseigenschaften bei einem bestimmten Härteniveau erzielt werden als bei Sinterung unter Atmosphärendruck oder im Vakuum.   üblicherweise wird dabei das Pulvergemisch in hitzebeständige Formen, z. B. Graphit, Kohle- oder
Sinterkorundformen, eingefüllt und unter gleichzeitiger Anwendung von Druck, der über Stempel aus dem gleichen hitzebeständigen Material aufgebracht wird, auf die Sintertemperatur erhitzt. 



   Die Nachteile dieses Verfahrens liegen einerseits darin, dass die Formteile zunächst einmal presstechnisch überhaupt beherrschbar sein müssen und dass dann für jede Form eine eigene, meist nur einmal verwendbare
Pressmatrize mit dazupassenden Stempeln angefertigt werden muss, und anderseits darin, dass kaum vermeidbare
Reaktionen zwischen dem Material der Pressform und den zu sinternden Werkstoffen auftreten, die beispielsweise im Fall von Graphit und Hartmetall zu einer die Qualität des Hartmetall-Formkörpers beeinträchtigenden, übermässigen Aufkohlung, zumindest im Bereich der Oberfläche, führen. 



   In neuer Zeit sind unter dem   Namen "Heissisostatisches Pressen" Verfahren   bekanntgeworden, bei denen die Legierungspulver in dünnwandige Blechbehälter eingefüllt und nach deren gasdichter Verschweissung in geeigneten Anlagen unter gleichzeitiger Erhitzung (gegebenenfalls nach teilweiser Vorerwärmung in einem andern
Ofen) einem sehr hohen, vorzugsweise über 500 bar liegenden Gasdruck ausgesetzt werden. Man erhält auf diese
Weise zwar sehr dichte Körper, das Verfahren ist jedoch insbesondere für komplizierte Formen sehr kostspielig. 



   Weitere Nachteile bestehen in der bei hoher Temperatur unvermeidbaren Reaktion zwischen den Blechbehältern und der   Pulverfullung   sowie in der Unmöglichkeit eines Entweichens von Reaktionsgasen, die im Pulver beim
Aufheizen beispielsweise durch Reaktion von unvermeidlichen Sauerstoffverunreinigungen mit Kohlenstoff entstehen. 



   Man hat auch bereits erkannt, dass man beim isostatischen Heisspressen auch ohne besondere Hülle die
Verdichtung erreichen kann, wenn man Sinterprodukte behandelt, die einen geringen Anteil eines niedrigschmelzenden Bindemetalls enthalten. Das Bindemetall bildet bei der Behandlungstemperatur eine geschlossene Kapsel um jeden einzelnen Hohlraum und hindert das Druckmittel daran, in diesen einzudringen. 



   Bei dem nachfolgenden Warmpressen verschwinden die Hohlräume auf dieselbe Art wie beim Warmpressen von
Material, das in einer Hülle eingeschlossen ist, wenn Druck und Temperatur so gewählt werden, dass das
Bindemittel hinreichend leicht deformierbar ist, so dass die gebundenen Pulverkörner gegeneinander gleiten und die leeren Hohlräume ausfüllen. Durch die Erfindung soll dieses bekannte Verfahren verbessert werden, mit dem
Ziel, schon mit möglichst geringen Drucken einen hohen Verdichtungsgrad zu erreichen. 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sintern von Legierungen mit flüssiger Phase bei dem die aus
Pulver geformten Körper frühestens nach Erreichen der eutektischen Temperatur der Binderphase und eines
Stadiums des Sinterschwundes, das zu einem äusseren Abschluss noch vorhandener Poren geführt hat, dem isostatischen Druck eines inerten bzw. eines keine störenden Reaktionen auslösenden Gases ausgesetzt werden. 



  Die Erfindung besteht darin, dass ein Gasdruck zwischen 2 und 500 bar, vorzugsweise 20 und 200 bar, innerhalb eines Zeitraumes von 30 min, vorzugsweise 15 min, aufgebracht wird. 



   Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass bei einem raschen, innerhalb von 1 bis 30 min vor sich gehenden Aufbau des Druckes in diesem scheinbar besonders labilen Stadium starker Schrumpfung schon verhältnismässig geringe Drücke zwischen 2 und 500 bar, vorzugsweise zwischen 20 und 200 bar genügen, um einen Verdichtungseffekt zu erzielen, der mittels bisher bekannter Verfahren nur bei Anwendung von Drücken in der Nähe von oder über 1000 bar erzielt wird. Selbst wenn bereits normal im Vakuum oder in reduzierendem oder inertem Gas gesinterte Teile einem rasch ansteigenden Gasdruck im Bereich der Sintertemperatur ausgesetzt werden, kann der   erfindungsgemässe   Effekt festgestellt werden, insbesondere wenn der Druckanstieg in einer Zeit von 1 bis 5 min erreicht wird. 



   Der im Vergleich zu den bisher üblichen Verfahren sehr viel niedrigere Druck beim erfindungsgemässen Verfahren ist nicht nur wegen des viel leichter und billiger herzustellenden Druckkessels von besonderem Vorteil, sondern es sind auch die gesamten Armaturen einer derartigen Anlage auf Grund des im Dampfkesselbereich liegenden Druckes handelsüblich. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren kann im wesentlichen für nachstehend angeführte Werkstoffgruppen erfolgreich angewandt werden :
1. Hartmetalle oder Hartmetallegierungen, also Verbundwerkstoffe auf der Basis der sogenannten hochschmelzenden metallischen Hartstoffe, d. s. Verbindungen der Metalle der 3. bis 6. Gruppe des Periodensystems mit Kohlenstoff, Stickstoff, Bor oder Silizium mit bis zu   60 Vol-% Bindemetall,   bestehend vorwiegend aus Eisen, Nickel und/oder Kobalt, gegebenenfalls mit Beimengungen von Mangan, Chrom, Molybdän, Wolfram, Vanadium, Niob, Tantal, Titan, Zirkon, seltenen Erdmetalle u. a. 



   2. Verbundwerkstoffe, die neben den unter 1 genannten Bestandteilen auch bis zu 90   Vol-%   nichtmetallische Hartstoffe, wie   z. B. A Oa, Al N,   SiC und B4C, enthalten. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



   3. Verbundwerkstoffe auf der Basis der hochschmelzenden Metalle   (z. B.   Wolfram, Molybdän) mit 5 bis   50 Vol-% einer   niedriger schmelzenden Binderphase   (z. B.   Eisen, Nickel, Kobalt und/oder Kupfer)   (z. B.   



  Schwermetall). 



   Ein weiterer besonderer Vorteil des neuen Verfahrens liegt darin, dass die Gasdruckbehandlung mit allen gewünschten Sinterbedingungen zur Erreichung optimaler Eigenschaften kombiniert werden kann. Beispielsweise können in bestimmten Temperaturbereichen Haltezeiten im Vakuum, in andern Temperaturbereichen Wasserstoffbehandlungen bei   Atmosphären- oder   vermindertem Druck zur Beseitigung von Oxydschichten der Pulverteilchen oder zur gezielten Beeinflussung des Kohlenstoffgehaltes in Karbid-Hartmetallen, gegebenenfalls unter Beimengung von gasförmigen Kohlenwasserstoffverbindungen, durchgeführt werden. Ferner können, insbesondere im Falle von   Nitrid- oder Karbonitrid-Hartmetallen,   bestimmte in Vorversuchen als optimal ermittelte Stickstoffdrücke während   des-Sintervorganges   aufrechterhalten werden.

   In diesen Fällen kann zur Ausübung des gewünschten Gasdruckes im Bereich der Sintertemperatur vorteilhaft Stickstoff verwendet werden. 



   Wenn keine Wechselwirkung zwischen Gasatmosphäre und dem zu sinternden Material erwünscht ist, werden für das erfindungsgemässe Verfahren zweckmässigerweise Edelgase, vorzugsweise Argon, verwendet. Es können jedoch grundsätzlich auch andere Gase oder Gasgemische zur Erzielung von besonderen Effekten (Beeinflussung von Kohlenstoff- oder Stickstoffgehalt im Hartmetall) eingesetzt werden. 



   Der erfindungsgemässe rasche Druckanstieg kann entweder durch entsprechend leistungsfähige Pumpaggregate oder durch Verwendung eines entsprechend dimensionierten Druckausgleichgefässes oder durch eine Kombination beider Massnahmen erreicht werden. Bei Verwendung von teuren Gasen oder Gasgemischen (Edelgas) wird man schon aus Gründen der Wirtschaftlichkeit mit einem zweiten Druckbehälter arbeiten, in den das Gas nach Verwendung wieder zurückgepumpt werden kann. Das Abkühlen des Sintergutes kann entweder unter Gasdruck-wegen der dadurch begünstigten Konvektion relativ rasch-erfolgen, oder das Druckgas wird nach Unterschreitung der eutektischen Temperatur der Hilfsmetallphase abgepumpt, worauf jede beliebige Abkühlungsgeschwindigkeit   und -Atmosphäre   eingestellt werden kann. 



   Die   Fig."A"bis"C"zeigen   schematisch einige Möglichkeiten von apparativen Anordnungen zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens. 



   In Fig."A"ist der grundsätzliche Aufbau einer solchen Einrichtung dargestellt. Das zu sinternde und kurzzeitig mit Gasdruck zu behandelnde   Gut--l--befindet   sich im Nutzraum eines   Ofens--2--.   Die Bauweise dieses Ofens ist grundsätzlich von untergeordneter Bedeutung für die Ausübung des Verfahrens, sofern den besonderen Verhältnissen der Wärmeübertragung durch Konvektion und den Reaktionen zwischen Ofenbaustoffen und Ofenatmosphäre bei höheren Drücken Rechnung getragen wird.

   Im Falle der Sinterung von Hartmetallen sind im allgemeinen Öfen zu bevorzugen, in welchen der Nutzraum von Graphit umschlossen ist. 
 EMI2.1 
    1- durchHochtemperatur-Wärmeisolation --2. 4--.   Ausserhalb der Induktionsspule befindet sich eine weitere druckwechselfeste   Wärmeisolation-2. 6-,   welche die übertragung von Wärme von den heissen Teilen des Ofens durch Strahlung und Konvektion auf das druckfeste Ofengefäss--2. 8-- zu unterbinden hat. Dieses Gefäss ist ferner zur Unterbindung von Wärmeerzeugung in ihm durch die Induktionswirkung der Spule mit einer elektrisch gut leitfähigen, unmagnetischen Abschirmung-2. 7- ausgekleidet.

   In das Druckgefäss führen im wesentlichen die druckfest ausgeführten   Stromanschlüsse-2. 3- der Induktionsspule-2. 2- sowie   der Rohranschluss--2. 9-- des Ofens, mit welchem dieser an das Vakuumsystem--3--bzw. an das Gassystem - 4--angeschlossen ist. Innerhalb des Ofens ist ausserdem noch ein   Gasführungssystem--2. 5-- angeordnet,   welches von der Induktionsspule mitbeheizt wird und welches den Ofennutzraum über das inaktive Volumen des   Gefässes-2. 8--   mit dem   Rohranschluss--2. 9--   verbindet. Dieses Gasführungssystem besitzt eine beträchtliche Wärmespeicherkapazität und ist so ausgeführt, dass die in ihm gespeicherte Wärme beim Durchgang von Gas leicht an dieses abgegeben wird. 



   Der Betrieb der gesamten Einrichtung geht nun so vor sich, dass nach der Evakuierung des druckfest verschlossenen   Ofens--2--mittels   der Vakuumpumpe--3. 1-- über das   Vakuumventil--3. 2--   die Ofenheizung beginnt. Tritt nun im   Gut--l--die   schmelzflüssige Phase auf, so wird erfindungsgemäss zu diesem Zeitpunkt das   Ventil--3. 2--   geschlossen und die Füllung des Ofens--2--aus dem   Niederdruckgasspeicher-4. 2- mittels   des   Kompressors--4. 1-- über   das Ventil-4. 3- durchgeführt. Zur Vermeidung einer für das mit Gasdruck zu behandelnde   Gut--l--schädlichen   Abkühlung wird hiebei das in den Nutzraum gelangende Gas im   Gasführungssystem--2. 5--   vorgewärmt.

   Nach Beendigung der 
 EMI2.2 
    1- wieder- -4. 2--   zurückgelassen. Nach dem Druckausgleich zwischen Speicher und Ofen wird das Ventil-4. 4-wieder geschlossen und aus dem   Ofen-2-das   restliche Gas mittels der   Vakuumpumpe--3. 1-- über   das nun wieder zu öffnende Ventil-3. 2- abgesaugt. Danach kann die Sinterung in der in der pulvermetallurgischen Fertigung von Hartmetall üblichen Weise beendet werden. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 



   Es ist eine Eigenart des   erfindungsgemässen   Verfahrens, dass ein rascher Druckanstieg im Ofen im allgemeinen dem Erfolg förderlich ist. 



   Die Fig."B"zeigt in Verfolgung des Gedankens, eine möglichst kurze Druckanstiegszeit zu erzielen und dabei ohne einen unmässig grossen Kompressor auszukommen, eine Variante der Einrichtung zur Ausübung eben dieses Verfahrens. 



   Das zu sinternde und kurzzeitige mit Gasdruck zu behandelnde   Gut--l--sei   in einem gleichen Ofen --2-- eingebaut, wie dies in Fig."A"dargestellt ist. Auch die Vakuumausrüstung --3--, wie sie für die
Durchführung des eigentlichen Sinterprozesses verwendet wird, entspricht jener, wie sie in   Fig. "A" dargestellt   ist.
Lediglich das   Gassystem--4--ist   im Vergleich zur Fig."A" geändert.

   Es besteht jetzt aus einem   Druckgasspeicher-4. 5--, von   welchem das Geseinlassventil --4.3-- direkt zum Rohranschluss-2. 9- des   Ofens --2-- führt.   Dieser Druckgasspeicher--4. 5-- ist so bemessen, dass beim Erreichen der schmelzflüssigen Phase im   Gut --1-- das Ventil --4. 3--   einfach geöffnet werden kann und dass nach erfolgtem Druckausgleich mit dem Ofen direkt der gewünschte Behandlungsdruck erreicht ist. Ist die Behandlung beendet, so ist dann das Gas aus dem Ofen--2--über dessen Rohrstutzen--2. 9-- und das Ventil --4.6-- dem Kompressor --4.1-- zuzuführen, welcher es in den Druckspeicher --4.5-- zurückpumpt. 



   Eine Kombination der beiden den den Fig."A"und"B"dargestellten Varianten des Gassystems--4-zeigt Fig."C". 



   Beim Betrieb der Einrichtung gemäss Fig."C"wird zunächst der Vorteil der hohen Druckanstiegsgeschwindigkeit am Anfang der Gasdruckbehandlung benutzt, wie er sich aus der Anordnung gemäss Fig."B"ergibt. Dieses Verfahren nach dem Prinzip des Druckausgleiches zwischen dem Gasdruckspeicher und dem Ofen wird jedoch nur bis zu einem Teil des beabsichtigten Enddruckes benutzt. 



  Deshalb kann der Druckgasspeicher ein kleineres Produkt Druck   x Liter   aufweisen und damit billiger sein als jener, wie er für eine Anordnung   gemäss "B" benötigt   wird. Der restliche Teil des benötigten Enddruckes im Ofen wird sodann mittels des in der Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens in jedem Fall benötigten Gaskompressors in der Weise erreicht, wie es der Betriebsweise der Anordnung gemäss Fig."A"entspricht. 



  Allerdings ergibt sich in diesem Fall immer noch insofern ein grosser Vorteil gegen diese Betriebsweise gemäss der in Fig."A"gezeigten Anordnung, als der Kompressor hier mit höherem Vordruck arbeitet und er also, bei gleicher Baugrösse wie im Fall "A" vorgesehen, ein Vielfaches an Leistung und damit Druckanstiegsgeschwindigkeit erbringt. 



   Im einzelnen geht die Betriebsweise der Anordnung gemäss Fig."C"so vor sich, dass beim Erreichen der schmelzflüssigen Phase im   Gut--l--zunächst   die vom Druckgasspeicher--4. 5-- zum Ofen--2-führenden   Ventile--4. 7   und   4. 3-- geöffnet   werden, bis der Druckausgleich eingetreten ist. Sodann wird das Ventil-4. 7- geschlossen und das Ventil --4.8-- geöffnet, worauf der   Kompressor--4. 1- weiter   Gas bis zum Erreichen des beabsichtigten Enddruckes der Behandlung in den   Ofen--2--pumpt.   



   Der Abbau des Druckes im Ofen--2--nach Beendigung der Gasdruckbehandlung des   Gutes--l--   erfolgt, gleich wie beim Druckaufbau, in zwei Schritten. In einem ersten Schritt wird zunächst durch Druckausgleich aus dem Ofen--2--über die Ventile--4. 4 und 4. 8-- Gas in den Druckgasspeicher   --4. 5-- zurückgeführt.   In einem zweiten Schritt wird sodann über das Ventil--4. 4-- unter Einschaltung des Kompressors--4. 1-- und über das   Ventil--4. 7-- das restliche   Gas aus dem Ofen in den Druckgasspeicher   --4. 5-- gepumpt,   bis der Druck im   Ofen--2--abgebaut   ist.

   Danach kann die Behandlung des Sintergutes in der in der pulvermetallurgischen Fertigung von Hartmetall üblichen Weise beendet werden. 
 EMI3.1 
 Bindemetallgehalt der Enddruck nahe bei 200 bar oder darüber liegen soll. 



   Die folgenden Beispiele sollen die Durchführung und Auswirkungen sowie einige praktische Anwendungen des   erfindungsgemässen   Verfahrens veranschaulichen :
1. Kopfschlagmatrizen für die Fertigung von Schrauben besitzen meist einen Einsatz aus einem hochzähen Wolframkarbid-Hartmetall mit zirka 25% Kobalt.   Erfindungsgemäss   werden solche Hartmetalleinsätze nach ihrer Formgebung im vorgesinterten Zustand in einem   Sinterofen-2-in   3 h unter Vakuum auf 13000C erhitzt. Bei dieser Temperatur wird in einer Anordnung gemäss A innerhalb von 12 min im Sinterofen ein Argondruck von 15 bar aufgebaut. Der Ofen wird dabei weiterhin beheizt bis eine Temperatur von 13200C erreicht ist. Dann wird die Beheizung ausgeschaltet und das Sintergut kühlt innerhalb von 15 min auf 12000C ab.

   Bei dieser Temperatur wird das Argon aus dem Ofen wieder in den Speicher zurückgeleitet und der Ofen evakuiert. In den auf diese Weise hergestellten Hartmetalleinsätzen konnte die 1, 5fache Menge an Schrauben geschlagen werden im Vergleich zu Einsätzen, die ohne die   erfindungsgemässe   Gasdruckbehandlung hergestellt wurden. 



    2. Für das Walzen von dünnen Folien werden praktisch porenfreie, hochglanzpolierte Hartmetallwalzen benötigt. Durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens in einer Anordnung gemäss B zur Herstellung   

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 einer Hartmetallegierung mit 9% Kobalt, Rest Wolframkarbid, in der Weise, dass nach dem Aufheizen im Vakuum bei 14000C ein Argondruck von 100 bar innerhalb von   6 min   aufgebaut und unter Gasdruck bis   1150 C   abgekühlt wurde (weitere Abkühlung unter Normaldruck), konnte der vor Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens übliche Ausschuss wegen Porosität um 95% vermindert werden. 



   3. Hartmetallstempel für höchste Druckbelastungen zur Herstellung von künstlichem Diamant werden zweckmässig aus einem feinkörnigen Wolframkarbid-Hartmetall mit 5% Kobalt gefertigt. Durch Anwendung des   erfindungsgemässen   Verfahrens in einer Anordnung gemäss C mit einem innerhalb von 15 min aufgebauten
Argongasdruck von 150 bar bei 14200C einwirkend bis 12500C konnte die Lebensdauer solcher Stempel auf das
2- bis 3fache gesteigert werden. Der gleiche Effekt konnte bei einem Druckanstieg innerhalb von 5 min im Falle   von Hartmetallstempeln gleicher Zusammensetzung erzielt werden, die vorher in einem normalen Vakuumofen bei einer die Feinkörnigkeit erhaltenden, verhältnismässig niedrigen Temperatur von 13800C unter Inkaufnahme   einer Restporosität von 3% gesintert worden waren. 



   4. Für kratzfeste Schmuckgegenstände, insbesondere Uhrengehäuse, können vorteilhaft goldfarbene
Hartmetalle auf Titannitridbasis verwendet werden. Entsprechend geformte Presslinge aus feinstgemahlenem
Pulver, bestehend beispielsweise aus 4% Molybdän, 16% Nickel, Rest Titannitrid, werden in der unter A dargestellten Sinteranlage in Vakuum auf 14900C erhitzt. Sodann wird innerhalb von 20 min ein Stickstoffdruck von 90 bar im Ofen aufgebaut und danach wird der Ofen auf 13000C abgekühlt. Die weitere Abkühlung erfolgt nach Ablassen des übeschüssigen Stickstoffes in das Vorratsgefäss bei 1 bar Stickstoffdruck. Die so hergestellten Uhrengehäuse oder andere Schmuckgegenstände wiesen im Vergleich zu nicht unter Stickstoffdruck gesinterten eine durch das gänzliche Fehlen von Mikroporen bedingte, erheblich bessere Polierfähigkeit auf.

   Ferner konnte der durch Makroporen bedingte Ausschuss um 80% vermindert werden. Eine ähnliche Verbesserung konnte auch bei Schmuckgegenständen, insbesondere Uhrengehäusen, aus Titankarbid-Hartmetall mit 5% Molybdän und 12% Nickel oder Tantalkarbid-Hartmetall mit 12% Nickel und 4% Chrom bei um 1000C niedrigeren Temperaturen und Verwendung von Argon statt Stickstoff erzielt werden. 



   5. Presslinge aus mit 12% Nickel feinstvermahlenem Chromkarbidpulver   (Cr3C2)   wurden in einer Anordnung gemäss B im Vakuum bis 12800C erhitzt und dann einem Argondruck von 120 bar ausgesetzt. Bei
11000C wurde das Argon in einen Behälter zurückgepumpt und dann bei 0, 5 bar auf Raumtemperatur abgekühlt. 



  Auf diese Weise hergestellte Endmasse zeigten eine im Vergleich zu konventionellen, d. h. ohne Gasdruckbehandlung hergestellten Chromkarbid-Hartmetallen, eine erheblich verbesserte Polierfähigkeit. Der Ausschuss wegen Makroporosität konnte um 90% vermindert werden. 



   6. Aus einem Wolframkarbid-Hartmetall mit 12% Nickel und 4% Chrom wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 beschrieben hohlzylindrische Auskleidungen und vollzylindrische Kolben für Hochdruckpumpen hergestellt. Der Fertigungsausschuss durch Makroporosität konnte praktisch vollständig ausgeschaltet werden. 



  Ferner zeigte sich ein Anstieg der Lebensdauer der Pumpen um 60%. 



   7. Aus einem Wolframkarbid-Hartmetall mit 10% Kobalt wurden Ziehringe für das Ziehen von Stahlrohren mit 120 mm Durchmesser in üblicher Weise hergestellt. Die Sinterung wurde jedoch in einer Anordnung gemäss C durchgeführt. Bei 13900C wurde innerhalb von 10 min ein Argondruck von 180 bar aufgebaut und während des Abkühlens auf 12000C aufrechterhalten. Die restliche Abkühlung erfolgte im Vakuum. Die resultierenden Ziehringe waren völlig porenfrei und ergaben eine um 70% höhere Ziehleistung gemessen in Meter gezogenes Stahlrohr. 



   8.22% Titankarbid, 22% Titannitrid, 40% Aluminiumoxyd, 4% Molybdän und 12% Nickel wurden auf die in der Hartmetalltechnik übliche Weise feinst vermahlen. Aus dem resultierenden Pulver wurden Schneidplättchen gepresst und in einer Anordnung gemäss B auf 14500C erhitzt. Sodann wurde innerhalb von 10 min ein Argondruck von 50 bar aufgebaut und nach dem Auschalten der Beheizung bis zu einer Temperatur von 12000C aufrechterhalten. Die restliche Abkühlung erfolgte bei 0, 5 bar Argondruck. Die resultierenden Schneidplättchen waren gegenüber normal in Vakuum gesinterten praktisch porenfrei und zeigten eine um 40% erhöhte Biegebruchfestigkeit bei gleicher Härte. Zum Unterschied von nur im Vakuum gesinterten Plättchen zeigten sie auch im unterbrochenen Schnitt eine hervorragende Schneidleistung. 



   9. Schlagbohrerplatten aus Wolframkarbid-Hartmetall mit 8% Kobalt wurden in einer Anordnung gemäss B bei 13500C einem innerhalb von 5 min aufgebauten Argondruck von 130 bar ausgesetzt, der beim Abkühlen bis auf 12500C aufrechterhalten wurde. Aus den Schlagbohrerplatten herausgeschnittene Biegebruchstäbe ergaben eine um 30% erhöhte Biegebruchfestigkeit im Vergleich zu normal in Vakuum gesinterten Platten. In praktischen Bohrversuchen mit Schlagbohrer, die mit derartigen Platten bestückt waren, zeigte sich ein um 50% verminderter Bruchausfall gegenüber Schlagbohrern, die mit nicht erfindungsgemäss behandelten Platten bestückt waren. 

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Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zum Sintern von Legierungen mit flüssiger Phase bei dem die aus Pulver geformten Körper <Desc/Clms Page number 5> frühestens nach Erreichen der eutektischen Temperatur der Binderphase und eines Stadiums des Sinterschwundes, das zu einem äusseren Abschluss noch vorhandener Poren geführt hat, dem isostatischen Druck eines inerten bzw. eines keine störenden Reaktionen auslösenden Gases ausgesetzt werden, EMI5.1 teilweise aus einem Druckgasspeicher entnommen wird, in den es nach Beendigung der Druckbehandlung gegebenenfalls wieder zurückgepumpt wird.
    4. Anwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Nachbehandlung von bereits weitgehend oder ganz fertiggesinterten Formkörpern, wobei die Druckaufbringung vorzugsweise in 1 - 5 min erfolgt.
AT285772A 1972-04-04 1972-04-04 Verfahren zum Sintern von Legierungen mit flüssiger Phase AT314212B (de)

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