AT354494B

AT354494B - Verfahren zur herstellung eines metallkoerpers aus metallpulver

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Publication number: AT354494B
Application number: AT323675A
Authority: AT
Original assignee: Powdrex Ltd
Priority date: 1975-04-28
Filing date: 1975-04-28
Publication date: 1980-01-10
Also published as: ATA323675A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Metallkörpers aus Metallpulver aus überwiegend Werkzeugstahl, Legierungsstahl oder rostfreiem Stahl, wobei das insbesondere in unregelmässiger Form vorliegende Pulver, das vorzugsweise durch Zerstäuben eines Fallstroms eines geschmolzenen Stahls und Abschrecken der Stahlnebeltröpfchen erhalten wird, wobei dem Abschreckwasser gegebenenfalls ein rosthemmendes Mittel zugesetzt wird, zu einer relativen Dichte innerhalb eines Bereiches von 70 bis 92% verdichtet und dann erwärmt wird, um es zu desoxydieren und zu sintern.

Unter der Bezeichnung "Metallpulver" sollen hier Metalle und Metallegierungen in körniger wie auch in Pulverform verstanden werden. Dabei können dem Pulver in geringeren Mengen auch pulverförmige Metalloxyde oder andere nichtmetallische Substanzen beigemischt sein.

Ein solches Metallpulver, insbesondere wenn es durch Zerstäubung mit Wasserabschreckung erzeugt wurde, erfordert eine Desoxydierung vor dem Sintern. Gewöhnlich wird hiebei das Pulver in loser Form durch Erhitzen in einer inerten Atmosphäre, beispielsweise in einem Trommelofen, desoxydiert, worauf es abgekühlt und gepresst und der Pressling sodann unter Erhitzen auf eine Temperatur unterhalb derjenigen gesintert wird, bei welcher irgendeine der Pulverkomponenten in seine flüssige Phase eintritt.

Eine ins Gewicht fallende Desoxydierung setzt erst bei Temperaturen über 6000C ein ; rascher erfolgt sie bei Temperaturen über 1000 C, indem die Effektivität der Desoxydationsreaktionen mit wachsender Temperatur zunimmt. Indessen beschränkte sich die Desoxydation der meisten Metallpulver auf Temperaturen unterhalb 1000 C, da die Pulver bei höheren Temperaturen in starkem Masse zusammenbacken können.

Aus der DE-PS Nr. 2447788 bzw. der GB-PS Nr. l, 431, 528 ist das Vorwärmen von nur der Oberfläche eines Pulverpresslings magnetisch auf eta 150 C, Erhöhen der Temperatur auf Sintertemperatur und endgültige Verdichtung, mittels Schmieden, um den fertigen Artikel herzustellen, bekannt. Die Desoxydation eines Presslings geschieht nur gleichzeitig mit dem Sintern und nicht bis zu einem bestimmten Grad. Die Desoxydation wird nicht als wesentlicher Verfahrensschritt durchgeführt, es ist kein Sintern in der flüssigen Phase vorgesehen und ferner wird durch das Sintern kein im wesentlichen vollständig dichter Artikel erzielt.

Die DE-OS 2352620 bzw. die GB-PS Nr. l, 394, 316 betreffen die Erwärmung eines bestimmten Werkzeugstahlpulvers, um es zu desoxydieren, und eine darauffolgende Heissverdichtung bei einer Temperatur von mehr als 1037 C. Es ist jedoch kein Sinterschritt vorgesehen.

Die DE-AS 2320525 betrifft ein Sinterprodukt einer bestimmten Legierung ; es werden in den Beispielen jedoch keine Angaben bezüglich des Sauerstoffgehalts und der Sintertemperatur getroffen.

Die DE-OS 2335986 bzw. die GB-PS Nr. l, 468, 547 behandeln die Probleme, die durch Sauerstoff im Pulver hervorgerufen werden, lösen diese jedoch dadurch, dass Karbide in den Legierungsgemischen eingesetzt werden. Obgleich erwähnt wird, dass gleich zu Beginn des Sintervorgangs Sauerstoff ausgeschieden wird, ist kein gesonderter Desoxydationsvorgang vorgesehen. Auch wird kein Sintern in flüssiger Phase erwähnt.

In der DE-OS 2316665 bzw. der GB-PS Nr. l, 378, 844 wird die Verwendung eines vorlegierten Stahlpulvers behandelt. Es ist keine Desoxydation im Vakuum vor dem Sintern vorgesehen, sondern es wird in einem nichtoxydierenden oder inerten Reduktionsgas gesintert. Der Sauerstoffgehalt vor der Verdichtung beträgt 1500 ppm. Nach dem Sintern muss geschmiedet werden, da das Sintern bei nur 1120 C innerhalb von 30 min vorgenommen wird und dadurch nur ein Vorsintern bzw. eine Defusionsbindung, aber nicht vollständiges Sintern erzielt wird.

Die FR-PS Nr. 1. 070. 170 bzw. die GB-PS Nr. 725, 767 beschreiben ein Sintern bei 1200 bis 1250 C innerhalb von 2 bis 2, 5 h mit Kupfer in der flüssigen Phase. Es wird keine Desoxydation erwähnt und auf das Verfahren muss ein Kaltkalibrieren folgen, um die Dichte wesentlich zu erhöhen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art wirkungsvoller und damit wirtschaftlicher zu gestalten sowie die Güte des damit hergestellten Metallkörpers zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Pulver vor der Verdichtung im Vakuum oder in einer geregelten Atmosphäre erwärmt und mit gesteuerter Geschwindigkeit gekühlt wird, um es zu glühen bzw. nachzuglühen und dass der Erwärmungsvorgang zwei getrennte Schritte umfasst, nämlich a) die Erwärmung des Presslings im Vakuum auf Temperaturen oberhalb 900 C, jedoch unterhalb der Sintertemperatur für einen genügend langen Zeitraum, um den Sauerstoffgehalt auf nicht mehr als 400 ppm zu reduzieren und

b) das Sintern für einen Zeitraum von 0, 5 bis 4 h, um den Pressling auf eine relative Dichte von wenigstens 98% zu verdichten,

indem er bei einer Temperatur über der Solidustemperatur der
Stahlbestandteile mit niedrigerem Schmelzpunkt gesintert wird oder indem eine Infusion eines
Zusatzmetalls oder einer solchen Metallegierung in die Poren erfolgt.

Die Erfindung ermöglicht die Herstellung eines im wesentlichen vollständig dichten Artikels aus Pulver durch nur einen Sinterschritt, der auf eine anfängliche Verdichtung folgt. Es ist im Unterschied zu den bekannten Verfahren keine weitere Verdichtung z. B. durch Schmieden nach dem Sintern erforderlich. Insbesondere ist das erfindungsgemässe Verfahren auf Legierungsstähle anwendbar, auf die es bekanntlich schwieriger ist, pulvermetallurgische Verfahren anzuwenden.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird die im wesentlichen volle Dichte dadurch erzielt, dass innerhalb eines Zeitraumes von 0, 5 bis 4 h bei Temperaturen über der Solidustemperatur der niederigerschmelzenden Bestandteile des Stahls gesintert oder ein sekundäres Metall oder eine solche Metallegierung in die Poren des Presslings infundiert wird. Es wurde gefunden, dass bei Verwendung der erfindungsgemässen Legierungsstähle und bei Sintern, um die im wesentlichen volle Dichte aufweisenden Artikel herzustellen, eine Desoxydation auf einen Sauerstoffspiegel von höchstens 400 ppm vorgenommen werden muss, wenn hochwertige Artikel hergestellt werden sollen. Dies wird dadurch erzielt, dass der Pressling genügend lang auf mehr als 900 C, aber weniger als die Sintertemperatur erwärmt wird bevor bis zur Sintertemperatur erwärmt wird.

Wenn dieser Schritt ausgelassen wird, wird gleichzeitig mit dem Sintern ein gewisses Ausmass an Desoxydation erreicht, die Desoxydation wird jedoch nicht vollendet, bevor die beim Sintern auftretende Bindung den Sauerstoff am Entweichen hindert, die Qualität der Produkte wird daher nicht gleichmässig gut. Bei keinem bekannten Verfahren wird die Wichtigkeit des Desoxydationsgrades und des Desoxydationsschrittes als solcher gewürdigt ; auch wenn in einigen Fällen Desoxydation in der verdichteten Form erwähnt wird, wird sie nicht als getrennter Verfahrensschritt vorgesehen, wie es beim erfindungsgemässen Verfahren der Fall ist.

"Desoxydieren"bzw."Desoxydation"soll hier eine Reduktion des Sauerstoff anteiles ebenso wie eine völlige Beseitigung des Sauerstoffs bedeuten. Normalerweise findet bei der Desoxydation eine Reduktion des Sauerstoffanteiles auf maximal 0, 1%, vorzugsweise auf 0, 04 bis 0, 02% oder weniger statt. Gewöhnlich ist eine Reduzierung auf 0, 18 bis 0, 02% erforderlich.

Durch Desoxydieren des Metallpulvers in bereits gepresster Form lässt sich eine höhere Desoxydationstemperatur verwenden, vorzugsweise im Bereich von 1000 bis 1200 C, und die Desoxydierung kann in Verbindung mit dem Sintern in einer Hitze stattfinden.

Indem beim Sintern praktisch sämtliche Poren ausgefüllt oder verdrängt werden, wird ein Metallkörper hoher Dichte und guter metallurgischer Bindung erzielt.

Das Metallpulver wird vorzugsweise durch Zerstäuben eines Fallstromes des geschmolzenen Stahls mittels darauf gerichteter Gas-, Wasser- oder Dampfstrahlen und Abschrecken der so entstehenden Stahltröpfchen mit Wasser in solcher Weise erhalten, dass Partikel einer unregelmässigen Form entstehen.

Ein auf diese Weise gewonnenes Pulver hat den Vorteil guter Pressbarkeit, was die Herstellung sehr dichter Presslinge erleichtert.

Dem Abschreckwasser wird vorzugsweise ein rosthemmendes Mittel, wie z. B. ein wasserlöslicher Rosthemmer auf Amin-Basis, zugesetzt, um die Bildung von Metalloxyden zu vermindern und in einem nachfolgenden Glühprozess ein Zusammenbacken zu verhindern.

Der Pressling kann auf verschiedene Weise, je nach dem gewünschten fertigen Metallkörper, erhalten werden. Wo dieser eine komplizierte Form aufweist, wie z. B. bei einerm Werkzeug, kann das Metallpulver in eine selbst verformbare, relativ steife Form eingebracht werden, deren Innenprofil im wesentlichen dem Aussenprofil des gewünschten Körpers entspricht, worauf die gefüllte Form zur Herstellung des Presslings einer isostatischen Kompression unterzogen wird. Die Hinzugabe eines flüchtigen Schmiermittels zu dem Metallpulver ermöglicht die Erzielung einer höheren Dichte unter einem gegebenen isostatischen Druck.

Anderseits kann das Metallpulver zum gleichen Zweck mittels einer Stempelpresse in einer Matrize unter Druckaufbringung in einer Richtung mit verhältnismässig niedrigem Druck vorgeformt werden, um die gewünschte Form zu erhalten, worauf man auf dem so erzeugten Rohling einen porenverschliessenden Schutzüberzug aufbringt und ihn anschliessend einer isostatischen Kompression bei verhältnismässig hohem Druck unterzieht. In diesem letztgenannten Fall erfolgt das Vorpressen des Rohlings vorzugsweise in einer Stempel-Verdichtungspresse, deren Matrize bereits die gewünschte Form aufweist. Der porenver-

schliessende Überzug kann aus Gummi oder einem Kunststoff bestehen und durch Besprühen oder Eintauchen aufgebracht werden.

Bei Verwendung genügend hoher Pressdrücke ist es möglich, den Pressling mit normalen spanabhebenden Metallbearbeitungsverfahren zu bearbeiten noch vor der Sinterung. Damit ist auf wirtschaftliche Weise ein erheblich höherer Materialabtrag möglich als bei gesinterten oder auf herkömmliche Weise hergestellten Körpern.

In gewissen Fällen ist es möglich, den gesamten erforderlichen Pressvorgang mittels einer Stempelpresse ohne nachfolgende isostatische Kompression durchzuführen, sofern ein geeignetes flüchtiges Schmiermittel vor dem Pressen entweder dem Metallpulver beigemischt oder einfach auf die Formteile aufgesprüht wird, um die Wandreibung und damit auch die Formabnutzung zu vermindern.

Soll ein zusammengesetzter Formkörper hergestellt werden, so kann ein Metallpulver einer ersten Zusammensetzung um einen metallischen Einsatz einer zweiten Zusammensetzung herum in eine kompressible Form eingebracht werden, die anschliessend einer isostatischen Kompression unterworfen wird. Die nachfolgende Sinterung des Presslings bindet dann das umgebende Metallpulver metallurgisch an den Einsatz. Dieser Einsatz kann ein solider Metallkörper oder ein selbst aus einem Pulver unter Sinterung oder auf andere Weise hergestellter Formkörper sein, wobei das Pulver durchaus von dem umgebenden Metallpulver differieren kann. Der Einsatz braucht also nicht aus Werkzeugstahl, rostfreiem Stahl oder einem sonstigen Legierungsstahl zu bestehen.

Wenn das Metallpulver um einen Dorn herum gepresst wird, der sich beim Sintern nicht metallurgisch mit dem Pulver verbindet, ist es möglich, den Dorn beim Sintern formgebend in dem Pressling zu belassen und erst danach zu entfernen. Auf diese Weise können mehrteilige Matrizen oder ähnliche Formkörper mit guten mechanischen Eigenschaften formgenau hergestellt werden.

Soll zum späteren Ausformen ein mehrschichtiger Barren hergestellt werden, so kann das auf die obengenannte Weise gewonnene Metallpulver gesiebt werden, um eine feinere und eine gröbere Fraktion zu erhalten. Dann kann eine Form mit der gröberen und der feineren Fraktion so gefüllt werden, dass ein Kern der ersteren zumindest auf einem wesentlichen Teil seiner Oberfläche von einer Schicht der feineren Fraktion umgeben ist. Daraufhin wird die Form dem Pressdruck aufgesetzt. Auf diese Weise kann eine hohe Oberflächengüte erzielt werden.

Die isostatische Kompression erfolgt vorzugsweise in einem Flüssigkeitsbad unter einem Druck im Bereich von 4119 bis 13729 bar, noch besser zwischen 6178 und 8924 bar. Unter Verwendung von Schmiermitteln kann der für die Erzielung einer bestimmten Dichte des Presslings erforderliche Pressdruck reduziert werden. Beispielsweise genügen bei Zugabe von 0, 5 bis 1, 0 Gew.-% von metallischen Stearaten 4119 bis 6865 bar für das gleiche Ergebnis.

Isostatische Kompression des Metallpulvers unter einem Druck von etwa 6178 bar ergibt einen Pressling mit einer relativen Dichte von etwa 75%.

Die Desoxydation erfolgt dadurch, dass das gepresste Metallpulver, welches Kohlenstoff in gebundener oder freier Form enthält, erhitzt wird, um den Sauerstoff in Kohlenoxyde zu binden, die kontinuierlich abgeführt werden, um das chemische Gleichgewicht möglichst im Sinne der Bildung weiteren Kohlenoxyds zu beeinflussen. Dabei wird zunächst ein Vakuum von beispielsweise 1, 33. 10-4mbar angewandt, während das Metallpulver bis auf 900 C erhitzt wird. Bei der anschliessenden Weitererhitzung - die hauptsächliche Desoxydation erfolgt vorzugsweise im Bereich von 1000 bis 12000C - kann ein Entweichen flüchtiger Metallkomponenten weitgehend dadurch unterdrückt werden, dass das Vakuum etwas verringert wird.

Beispielsweise erfolgt die Verringerung über 900 C auf etwa 1, 33. 10-1mbar durch Einleiten eines inerten Gases, wie z. B. Stickstoff, Wasserstoff, Argon oder Helium. Unter Umständen können in verschiedenen Temperaturbereichen verschiedene Gase zur Anwendung kommen. Vorzugsweise wird der Druck des inerten Gases abwechselnd erhöht und verringert, um die entstandenen Kohlenoxyde aus dem Inneren des gepressten Rohlings auszuspülen. Beispielsweise wird der Ofen wiederholt mit einem inerten Gas unter 0, 266 bis 1, 33 mbar gefüllt und daraufhin auf 0, 066 bis 0, 133 mbar evakuiert, so oft dies wünschenswert ist.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, um die Dichte, Festigkeit und metallurgische Bindung gesinterter Metallkörper zu verbessern, während des Sinterns durch Kapillarwirkung die Poren des betreffenden Rohlings mit einer niedrigschmelzenden Legierung oder einem niedrigschmelzenden Metall, wie z. B. Silber, Kupfer, Kobalt und deren Legierungen, aufzufüllen. Dabei wird ein Quantum der

betreffenden Legierung bzw. des betreffenden Metalls zu Beginn des Sintervorgangs mit dem Rohling zur Berührung gebracht, so dass es während des Sintervorgangs in den letzteren einzudringen vermag. Auf diese Weise wird ein vollkommen dichter Metallkörper erhalten. Obgleich dieses Verfahren nicht in Verbindung mit Werkzeugstahl- oder Legierungsstahlpulver Anwendung gefunden hat, hat sich nun gezeigt, dass es auch hier gute Ergebnisse bringt.

Jedoch wird dies erfindungsgemäss vorzugsweise ohne Verwendung eines zusätzlichen Metalls oder einer zusätzlichen Legierung einfach dadurch erreicht, dass die Sintertemperatur so gewählt wird, dass diejenigen Stahlkomponenten mit niedrigerer Solidustemperatur während des Sintervorgangs zum Schmelzen kommen, während die übrigen Komponenten fest bleiben.

Durch diese Massnahme werden darüberhinaus die Sintervorgänge der Volumendiffusion, der inneren Massenverschiebung sowie der Bildung fester Lösungen und anderer chemischer Verbindungen beschleunigt. Zugleich werden Oberflächenspannungen erzeugt, die genügen, den Grossteil der Poren des Rohlings zum Verschwinden und die übrigen Hohlräume zum Abwandern nach der Oberfläche zu bringen, womit eine Dichte erreicht wird, die derjenigen des Stahls nahekommt, aus dem der Rohling geformt wurde. Durch die einfache Massnahme also, die Sinterung bei einer höheren Temperatur durchzuführen, wird ein praktisch vollkommen dichtes Erzeugnis erhalten. Freilich muss die Sintertemperatur streng überwacht werden, um den Anteil der flüssigen Phase innerhalb des Rohlings während des Sintervorgangs zu steuern.

In der Regel ist die Sinterung im Temperaturbereich zwischen 1180 und 1280 C über einen Zeitraum zwischen einer halben Stunde und vier Stunden durchzuführen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, womit ein Werkzeugstahlkörper hergestellt wird :
Das verwendete Metallpulver wird aus einem geschmolzenen Werkzeugstahl der folgenden Zusammensetzung erzeugt :
EMI4.1

<tb>
<tb> Kohlenstoff <SEP> 1 <SEP> Gew.-%
<tb> Wolfram <SEP> 6 <SEP> Gew.-%
<tb> Molybdän <SEP> 5 <SEP> Gew.-%
<tb> Chrom <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Vanadium <SEP> 2 <SEP> Gew.-%
<tb> Mangan <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Schwefel <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 03 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Phosphor <SEP> < <SEP> 0, <SEP> 03 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Rest <SEP> :

<SEP> Eisen
<tb>

Die Schmelze wird durch Strahlen zerstäubt, die auf einen Fallstrom des geschmolzenen Stahls unter einem Winkel zwischen 12 und 18 für Dampf bzw. 20 bis 300 für Gas oder Wasser gerichtet sind, wobei das Gas oder der Dampf unter einem Druck zwischen 1, 37 und 13, 7 bar und das Wasser unter einem solchen von 68, 6 bis 274, 6 bar stehen. Die so entstehenden Stahlnebentröpfchen werden in Wasser abgeschreckt, indem sie mit freifliessendem Wasser in Berührung gebracht werden, und fallen in Form eines Pulvers in einem Wasserbad aus, aus dem sie vermittels einer Pumpe oder eines Elektromagneten entnommen werden.

Der gesamte freie Fall der Tröpfchen vor der Wasserabschreckung sollte nicht mehr als 45 cm und vorzugsweise zwischen 15 und 23 cm betragen, um ihnen eine unregelmässige Form zu geben.

Dieses Pulver wird sodann im Vakuum oder in einer Wasserstoff-/Stickstoff-Atmosphäre bei etwa 870 C geglüht, worauf man es mit einem Temperaturgradienten von 25 bis 50 C/h auf 600 bis 700 C und anschliessend im Ofen auf Umgebungstemperatur abkühlen lässt. Das geglühte Pulver wird mit Graphit und/oder flüchtigen Schmiermitteln, wie z. B. Stearaten und/oder andern Metall- oder Nichtmetallpulvern in einer Trommel gemischt, um ihm überschüssigen Kohlenstoff für den nachfolgenden Desoxydationsprozess, bessere Gleiteigenschaften für das Pressen und/oder Korrektur-oder Zusatzstoffe zum Erhalt einer bestimmten Zusammensetzung zu vermitteln. Zu einem gewissen Grad vermag auch bereits der Graphit die Gleiteigenschaften zu verbessern.

Danach wird auf irgend eine der vorausgehend beschriebenen Methoden mit einer isostatischen Kompression oder mit einer Stempelpresse unter einem Druck im Bereich 4119 bis 13729 bar, vorzugsweise einem solchen von etwa 6865 bar, ein Pressling geformt.

Soll der Pressling aus voneinander getrennten groben und feinen Fraktionen gebildet werden, so findet eine Form mit einer entfernbaren inneren Hülse Verwendung. Auf den Boden derselben wird zunächst eine Schicht der feinen Fraktion aufgebracht. Sodann wird die Hülse aufgesetzt und mit der groben Fraktion gefüllt sowie mit der feinen Fraktion umgeben, so dass diese letztere den Zwischenraum zwischen der Hülse und der Forminnenwand ausfüllt. Danach wird die Form einer Vibration unterzogen, um das Pulver zu verdichten und, soweit möglich, die Luft zu entfernen. Schliesslich wird die Hülse entfernt und der Vibrationsvorgang wiederholt. Dann wird der Inhalt der Form dem Pressdruck ausgesetzt.

Auf diese Weise wurde ein Pressling von 51 mm Durchmesser und 51 mm Länge gebildet, der eine relative Dichte von 75% aufwies.

Dieser Pressling wurde als nächstes desoxydiert und gesintert. Dazu wurde er in einen Vakuumofen gesetzt, der durch Evakuieren auf 0, 00066 mbar praktisch von atmosphärischem Sauerstoff befreit wurde.

Claims

Unter Beibehaltung dieses Drucks wurde der Ofen während eines Zeitraumes von 30 min erhitzt, um den Pressling auf eine Temperatur von 9000C zu bringen. Darauf wurde die Temperatur, noch immer unter dem gleichen Vakuum, kontinuierlich oder schrittweise erhöht, bis der Pressling eine Temperatur von 1100 C erreichte. Dann wurde der Ofen unter Beibehaltung dieser Temperatur mit Stickstoff auf einen Druck von 0, 266 mbar aufgefüllt und 30 sec in diesem Zustand belassen, worauf er wieder auf 0, 066 mbar evakuiert wurde. Dieser Vorgang des Auffüllens mit Stickstoff und Wiederauspumpens wurde wiederholt, während der Ofen auf die Sintertemperatur von 1240 C gebracht wurde, was 90 min in Anspruch nahm. Dabei war die Desoxydation vollendet, bevor die Verdichtung durch die Sinterung erfolgte.

Auf der Sintertemperatur wurde der Ofen eine Stunde lang gehalten. Darauf wurde er abgekühlt und der fertige Formkörper entnommen. Bei der Untersuchung ergab sich, dass der letztere einen Sauerstoffgehalt von 0, 03% bei 100% Dichte aufwies.

Je nach dem gewünschten Endprodukt und dem Verfahren für die Herstellung des Presslings, kann der Körper eine gewisse Bearbeitung abgesehen von einer Glättung erfordern, oder er kann von vornherein heissbearbeitet werden, um seine Eigenschaften zu verbessern, worauf er erst in seine fertige Form, beispielsweise als Werkzeug, gebracht wird. Die Heissbearbeitung kann aus einem Schmieden, Walzen oder Drücken bestehen. Anderseits kann eine Oberflächenbearbeitung mit einer Verdichtung etwa durch Kaltdrücken, Kaltschmieden oder Kaltziehen durch Rollen einhergehen, die aus einem harten Material, wie z. B. Wolframkarbid, bestehen müssen.

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung eines Metallkörpers aus Metallpulver aus überwiegend Werkzeugstahl, Legierungsstahl oder rostfreiem Stahl, wobei das insbesondere in unregelmässiger Form vorliegende Pulver, das vorzugsweise durch Zerstäuben eines Fallstroms eines geschmolzenen Stahls und Abschrecken der Stahlnebeltröpfchen erhalten wird, wobei dem Abschreckwasser gegebenenfalls ein rosthemmendes Mittel zugesetzt wird, zu einer relativen Dichte innerhalb eines Bereiches von 70 bis 92% verdichtet und dann erwärmt wird, um es zu desoxydieren und zu sintern, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver vor der Verdichtung im Vakuum oder in einer geregelten Atmosphäre erwärmt und mit gesteuerter Geschwindigkeit gekühlt wird, um es zu glühen bzw.

nachzuglühen und dass der Erwärmungsvorgang zwei getrennte Schritte umfasst, nämlich a) die Erwärmung des Presslings im Vakuum auf Temperaturen oberhalb 900 C, jedoch unterhalb der Sintertemperatur für einen genügend langen Zeitraum, um den Sauerstoff- gehalt auf nicht mehr als 400 ppm zu reduzieren und b) das Sintern für einen Zeitraum von 0, 5 bis 4 h, um den Pressling auf eine relative Dichte von wenigstens 98% zu verdichten, indem er bei einer Temperatur über der Solidus- temperatur der Stahlbestandteile mit niedrigerem Schmelzpunkt gesintert wird oder indem eine Infusion eines Zusatzmetalls oder einer solchen Metallegierung in den Poren erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Desoxydierung in Verbindung mit dem Sintern erfolgt. <Desc/Clms Page number 6>

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Metallpulver vor dem Pressen Graphit beigemischt wird, vorzugsweise in solchem Masse, dass damit der während des Desoxydierens entstehende Verlust an Kohlenstoff ausgeglichen wird. EMI6.1 dass das Pressen in zwei Stufen erfolgt, in deren erster unter verhältnismässig geringem Druck ein verhältnismässig wenig verdichteter Vorpressling erzeugt wird, der anschliessend einen porenverschliessenden Überzug erhält, wonach er in der zweiten Stufe einem relativ hohen isostatischen Druck ausgesetzt wird.

6. Verfahren nach Anpruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorpressling in einer Matrize unter Druckaufbringung mittels einer Stempelpresse in nur einer Richtung erzeugt wird. EMI6.2 dass der gesamte Pressvorgang in einer Stempelpresse ausgeführt wird, wozu ein flüchtiges Schmiermittel dem Metallpulver beigemischt oder vor dem Pressen auf die betreffenden Formteile aufgesprüht wird. EMI6.3 dass der gepresste Rohling noch vor dem Sintern einem formgebenden Bearbeitungsvorgang unterzogen wird. EMI6.4 dass das Metallpulver um einen profilierten Dorn herum gepresst wird, der während des Sinterns nicht metallurgisch mit dem Metallpulver abbindet und erst nach dem Sintern entfernt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 7 bis 11, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass ein Kern aus gröberem Metallpulver mit einer Aussenschicht aus feinerem Metallpulver umgeben und mit dieser zusammen gepresst wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 7 bis 11, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass das Metallpulver um einen in dem Körper verbleibenden Kern herum gepresst wird. EMI6.5 gekennzeichnet, dassdass die Sintertemperatur so gewählt wird, dass ein Teil der Stahlkomponenten zum Schmelzen kommt, während der Rest fest bleibt. EMI6.6 dass die Desoxydation in einem Vakuum erfolgt und dass dieses Vakuum bei der Erhöhung der Temperatur verringert wird, vorzugsweise in solchem Masse, dass ein Entweichen flüchtiger Metallkomponenten im wesentlichen unterbleibt. EMI6.7 dass während des Desoxydationsvorgangs die den Rohling umgebende Atmosphäre abwechselnd verdünnt und, gegebenenfalls durch Einleiten eines inerten Gases, wieder verdichtet wird.