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Die Erfindung bezieht sich auf die Pulvermetallurgie und betrifft insbesondere Verfahren und Anlagen zum Herstellen von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe.
Bis zur heutigen Zeit ist in der Pulvermetallurgie das Problem der Gewährleistung der Strukturgleichmässigkeit sowie der Isotropie der Werkstoffeigenschaften des Erzeugnisses bei dessen Her- stellung aus einem nach seiner Kornzusammensetzung ungleichartigen Pulver in gehörigem Masse befriedigend nicht gelöst.
Es ist ein Verfahren zum Herstellen von Erzeugnissen aus Metallpulvern bekannt, welches das Vermischen des Pulvers für dessen Homogenisierung nach der Kornzusammensetzung, Einfüllen des Pulvers in eine Kapsel, hermetische Abdichtung der Kapsel, deren Erwärmung und Pressen (s. beispielsweise Erfindungsbeschreibung zum UdSSR-Urheberschein 417246 vom 18. 02. 74) einschliesst.
Das Vermischen des Pulvers bietet die Möglichkeit, in seiner Masse sowohl Grob- als auch Kleinteilchen relativ gleichmässig zu verteilen. Obwohl die vorstehend beschriebene Technologie eine relativ gleichartige Werkstoffstruktur des Erzeugnisses zu erhalten ermöglicht, ist ihre Anwendung mit gewissen Schwierigkeiten verbunden. Insbesondere weist die lockere Masse des Pulvers eine niedrige Wärmeleitfähigkeit auf, so dass zu deren Versinterung eine verhältnismässig dauernde Erwärmung erforderlich ist. Darüber hinaus wird bei der vorstehend beschriebenen Technologie der Nutzinhalt der Kapsel unrationell ausgenutzt.
Es ist auch ein Verfahren zum Herstellen von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe bekannt, welches das Vermischen des Pulvers für dessen Homogenisierung nach der Kornzusammensetzung, Einfüllen des Pulvers in eine Kapsel, dessen Vibrationsverdichtung in der Kapsel, Erwärmung der Kapsel bis auf die Sintertemperatur des Pulvers, hermetische Abdichtung der Kapsel sowie deren Pressen einschliesst (s. L. Kh. Strokovsky und andere."Proizvodstvo bystrorezhushchei stali metodom poroshkovoy metallurgii za rubezhom". Herstellung des Schnellarbeitsstahls nach dem pulvermetallurgischen Verfahren im Ausland). Sammelband"Proizvodstvo zheleznych poroshkov"Herstellung von Metallpulvern, Reihe 28, Ausgabe 1, Moskau,"Tschermetinformation", 1973, S. 1 bis 11).
Zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine Anlage verwendet, welche einen Mischbehälter mit einem Verschluss in der Entleerungsöffnung enthält. Der Mischbehälter ist in Gestalt einer Trommel aus Konstruktionsstahl ausgeführt, welcher Magnetwerkstoff darstellt. Unter dem Verschluss ist ein Rüttler mit einer Plattform zur Kapselanordnung untergebracht. Die Anlage enthält auch einen Kapselerhitzer sowie eine Strangpresse.
Zu den unbezweifelbaren Vorteilen dieser Technologie und der Anlage zählt die Tatsache, dass zur Versinterung des verdichteten Pulvers eine geringere Erwärmung erforderlich ist. Bei der Kapselauffüllung und insbesondere bei der Vibrationsverdichtung ist jedoch eine Fraktionsentmischung des Pulvers zu vermerken. Dies führt letzten Endes dazu, dass die Werkstoffstruktur des Erzeugnisses sowie dessen Eigenschaften über das gesamte Volumen überaus ungleichartig sind, wodurch die mechanischen Kennwerte der Erzeugnisse wesentlich verschlechtert werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Anlage zur Herstellung von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe zu entwickeln, deren technologische und bauliche Besonderheiten es gestatten, dem Pulver die die Fraktionsentmischung bei der Kapselauffüllung sowie bei der Vibrationsverdichtung des Pulvers verhindernden Eigenschaften zu verleihen und somit die mechanischen Eigenschaften des Erzeugnisses wesentlich zu verbessern.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass bei dem Verfahren zum Herstellen von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe, welches das Vermischen des Pulvers für dessen Homogenisierung nach der Kornzusammensetzung, Einfüllen des Pulvers in eine Kapsel, dessen Vibrationsverdichtung, darauffolgende Erwärmung der Kapsel bis auf die Sintertemperatur des Pulvers, hermetische Abdichtung der Kapsel und ihr Pressen einschliesst, gemäss der Erfindung das nach seiner Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver vor Einfüllen in die Kapsel magnetisiert wird. Bei der Magnetisierung bilden die kleinen Pulverteilchen zusammen mit etwas gröberen Konglomerate. Dank dem remanenten Magnetismus bleiben diese Konglomerate sowohl bei der Kapselauffüllung als auch bei der Vibrationsverdichtung erhalten.
Infolgedessen werden die Fraktionsentmischung des Pulvers ausgeschlossen und die Bedingungen zur Bildung der gleichartigen Werkstoffstruktur des Erzeugnisses gewährleistet.
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Es ist bevorzugt, zur Magnetisierung des Pulvers auf dieses im Verlaufe von 0, 1 bis 0, 5 min durch ein konstantes Magnetfeld mit einer Stärke von 1. 103 bis 2. 10' A/m einzuwirken. Derartige
Bedingungen weisen die grösste Wirtschaftlichkeit auf und gewährleisten eine hinreichend hohe Werk- stoffqualität des Erzeugnisses.
Die gestellte Aufgabe wird auch dadurch gelöst, dass die Anlage zur Herstellung von Erzeug- nissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe, welche einen Mischbehälter mit einem Verschluss in der Entleerungsöffnung, einen Rüttler mit einer Plattform zur Anordnung der Kapsel, welche unter dem Verschluss der Entleerungsöffnung des besagten Mischbehälters untergebracht ist, sowie einen Kapselerhitzer und eine Presse enthält, gemäss der Erfindung mit einem in der Nähe des
Mischbehälters angeordneten Elektromagnet versehen ist und der Mischbehälter sowie dessen Ver- schluss aus nichtmagnetischem Werkstoff ausgeführt sind.
Die Anlage einer derartigen baulichen Ausführung bietet die Möglichkeit, das Pulver im Misch- behälter ohne seinen unmittelbaren Kontakt mit dem Elektromagnet zu magnetisieren. Der remanente
Magnetismus der Pulverteilchen erschwert die Kapselauffüllung nicht, da der Mischbehälter sowie der Verschluss aus nichtmagnetischem Stoff ausgeführt sind.
Es ist zweckmässig, den Elektromagnet unter dem Mischbehälter anzuordnen. In diesem Falle ist der Verschluss zwischen dem Elektromagnet und dem Pulver minimal und entsprechend minimal ist auch der Energieaufwand bei der Pulvermagnetisierung.
Zur Erleichterung der Beschickung und Entleerung des Mischbehälters ist es wünschenswert, die Anlage mit einer Vorrichtung für die Zu- und Abführung des Elektromagnets auszurüsten. Das Vorhandensein einer solchen Vorrichtung schafft die Möglichkeit, den Elektromagnet mit dem Mischbehälter in Berührung zu bringen, bei welcher die Wirksamkeit der Magnetisierung maximal wird.
Es ist eine derartige Modifikation der Anlage möglich, bei welcher die Vorrichtung für die Zu- und Abführung des Elektromagnets in Gestalt von senkrechten Führungen ausgeführt ist, an welchen ein den Elektromagnet tragender und mit einem Antrieb der Vor- und Rückwärtsbewegung verbundener Wagen angeordnet ist.
Es ist auch eine solche Modifikation der Anlage möglich, dergemäss die Vorrichtung für die Zu- und Abführung des Elektromagnets in Gestalt einer Stütze mit einem waagrechten Schwenkausleger ausgeführt ist, an dessen Ende der vorstehend erwähnte Elektromagnet befestigt ist.
Im weiteren ist das Wesen der Erfindung an ihren Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 schematisch die Anlage zur Herstellung von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe, mit teilweisen Ausbrüchen am Mischbehälter und an der Presse, sowie die Vorrichtung für die Zu- und Abführung des Elektromagnets, die Plattform und den Erhitzer, in Längsschnitt und Seitenansicht ; Fig. 2 in vergrössertem Massstab eine Modifikation der Anlage samt Vorrichtung für die senkrechte Zu- und Abführung des Elektromagnets mit teilweisen Ausbrüchen am Mischbehälter sowie die besagte Vorrichtung und die Plattform in Längsschnitt und Seitenansicht ; Fig. 3 eine Modifikation der Anlage mit der Vorrichtung für die Zu- und Abführung des Elektromagnets in Gestalt eines Schwenkauslegers, in Seitenansicht ;
Fig. 4 eine Modifikation der Anlage mit der Vorrichtung für die Zu-und Abführung des Elektromagnets in Gestalt eines Wagens, in Seitenansicht.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Herstellen von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe wurde eine Anlage verwendet, welche einen in Gestalt einer Trommel ausgeführten und mit einem Drehantrieb --2-- (s. Fig. 1 der Zeichnungen) verbundenen
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eine Entleerungsöffnung --4-- auf. In der Entleerungsöffnung --4-- ist ein Verschluss --5-- aus- geführt, unter welchem ein Rüttler --6-- mit einer Plattform --7-- zur Anordnung der Kapsel - untergebracht ist. Der Mischbehälter-l-und dessen Verschluss --5-- sind erfindungsgemäss aus unmagnetischem Werkstoff (beispielsweise nichtrostendem Stahl) ausgeführt. Die Kapsel - ist aus Konstruktionsstahl hergestellt.
In der unmittelbaren Näher von der Plattform --7-- sind in der technischen Reihenfolge ein Erhitzer --9-- der Kapsel --S-- und eine Presse --10-- angeordnet.
Die Anlage ist erfindungsgemäss mit einem in der Nähe des Mischbehälters --1-- angeordneten Elektromagnet --11-- versehen. Es muss berücksichtigt werden, dass der Elektromagnet --11--
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seitens des Mischbehälters --1--, über oder unter diesem angeordnet werden kann. Im weiteren wird die Erfindung nur an Hand der bevorzugten Modifikation erläutert, dergemäss der Elektro- magnet --11-- unter dem Mischbehälter-l-angeordnet ist. In diesem Falle (unabhängig von dem Auffüllungsgrad des Mischbehälters --1--) ist der Abstand zwischen dem Elektromagnet und dem Pulver minimal und der Wanddicke des Mischbehälters --1-- gleich. Der für die Magnetisie- rung des Pulvers erforderliche Energieverbrauch ist entsprechend auch minimal.
Es ist vollkommen klar, dass der Elektromagnet --11-- unmittelbar am Mischbehälter-l- (in den Zeichnungen ist diese Modifikation nicht gezeigt) befestigt werden kann. Mehr bevorzugt ist aber eine andere Ausführungsvariante der Anlage, welche die Möglichkeit der Zu- und Abfüh- rung des Elektromagnets --11-- vorsieht. Dies schliesst die negative Vibrationseinwirkung auf die
Kontakte und Speiseleitungen der Wicklungen des Elektromagnets --11-- aus und erweist sich viel günstiger bei der Beschickung und Entleerung des Mitschbehälters --1--. In Fig. 2, 3 und 4 der
Zeichnungen sind die Modifikationen der Anlage mit einer Vorrichtung --12-- für die Zu- und Abführung des Elektromagnets --11-- veranschaulicht.
In Fig. 2 der Zeichnungen ist eine Modifikation der Anlage gezeigt, bei welcher die Vorrich- tung --12-- für die Zu- und Abführung des Elektromagnets --11-- gemäss der Erfindung in Gestalt senkrechter Führungen --13-- ausgeführt ist, an welchen ein den Elektromagnet --11-- tragender Wagen --14-- angeordnet ist. Der Wagen --14-- ist mit einem Antrieb --15-- der Vor- und Rückwärtsbewegung verbunden.
In Fig. 3 der Zeichnungen ist eine Modifikation der Anlage veranschaulicht, bei welcher die Vorrichtung --12-- für die Zu- und Abführung des Elektromagnets --11-- gemäss der Erfindung in Gestalt einer Stütze --16-- mit einem waagrechten Schwenkausleger --17-- ausgeführt ist, an dessen Ende der erwähnte Elektromagnet --11-- befestigt ist.
In Fig. 4 der Zeichnungen ist eine Modifikation der Anlage gezeigt, bei welcher die Vorrich- tung --12-- für die Zu- und Abführung des Elektromagnets --11-- als waagrechte Führungen - 18-- ausgeführt ist, auf welchen ein den Elektromagnet --11-- tragender Wagen --19-- aufgestellt ist. Der Wagen --19-- ist mit einem Antrieb --20-- der Vor- und Rückwärtsbewegung verbunden.
Das Verfahren zum Herstellen von Erzeugnissen aus Pulvern ferromagnetischer Werkstoffe wird folgenderweise durchgeführt.
Es wird das Pulver eines ferromagnetischen Werkstoffes (beispielsweise des Werkzeugstahls) genommen und die Pulverteilchen, deren Grösse 800 (im übetrifft, abgesiebt. Das Pulver mit den Teilchen von 800 11m und darunter wird über die Beschickungsöffnung-3- (s. Fig. 1 der Zeichnungen) in den Mischbehälter-l-aufgegeben und bei der Rotation des letzteren zwecks Homogenisierung des Pulvers nach der Kornzusammensetzung vermischt. Das nach seiner Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver wird einer Magnetisierung unterzogen, indem es für 0, 1 bis 0, 5 min einem konstanten Magnetfeld mit einer Stärke von 1. 103 bis 2. 10' A/m ausgesetzt wird.
Zu diesem Zwecke wird der Elektromagnet --11-- verwendet, welcher an den Michbehälter --1-- mit Hilfe der Vorrichtung --12-- (s. Fig. 2, 3 und 4 der Zeichnungen) zugeführt wird.
Dann wird das magnetisierte Pulver über die Entleerungsöffnung --4-- (s. Fig. 1 der Zeichnungen) des Mischbehälters-l-in die auf der Plattform --7-- des Rüttlers --6-- angeordnete
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wegung mit einer Frequenz von 50 Hz sowie einer Amplitude von 0, 5 mm versetzt wird.
Die Kapsel-8-mit dem verdichteten Pulver wird mit Hilfe des Ofens --9-- bis auf die Sintertemperatur des Pulvers erwärmt. Gleichzeitig mit der Erwärmung wird die Pulverentgasung durchgeführt, wonach die Kapsel hermetisch abgeschlossen wird.
Dann wird die Kapsel-8-mit dem versinterten Pulver unter Verwendung der Presse --10-stranggepresst, infolgedessen die Stäbe vorgegebener Grösse hergestellt werden.
Vom versinterten und gepressten Pulver (Erzeugnis) wird der Werkstoff der verformten Kapsel - entfernt.
Die gemäss der vorstehend erwähnten Technologie hergestellten Erzeugnisse werden nach der thermischen Vorbehandlung (Härten und Anlassen) der Strukturanalyse und den physikalisch-mecha-
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nischen Prüfungen unterzogen, bei welchen die Biegefestigkeit des Werkstoffes sowie seine Rockwellhärte und Kerbschlagzähigkeit bestimmt werden.
Zur Bestimmung der Biegefestigkeit des Werkstoffes werden aus den hergestellten Erzeugnissen Probestücke in Gestalt von Stäben mit den Abmessungen von 6 x 6 x 50 mm gefertigt und einer Wärmebehandlung (Härten und dreifaches Anlassen) unterzogen. Die erwähnten Proben werden in einer speziellen Einrichtung auf Biegung belastet. Die Biegeeinrichtung besteht aus zwei in einem Abstand von 40 mm zueinander angeordneten Biegeauflagern sowie einer mit einer hydraulischen Presse verbundenen Biegeschneide. Die Biegeauflager und der Arbeitsteil der Biegeschneide weisen Rundungen auf, wobei der Rundungshalbmesser der Biegeauflager 15 mm und der des Arbeitsteiles der Biegschneide 7, 5 mm beträgt.
Das Probestück wird auf den Biegeauflagern angeordnet und mit der Biegeschneide auf Biegung bis zur Zerstörung belastet. Die Verschiebungsgeschwindigkeit der Biegeschneide beträgt 0, 1 mm/s. Zum Zeitpunkt der Probenzerstörung wird an der Messuhr der Presse die an die Probe angelegte Biegekraft abgelsen.
Die Biegefestigkeit der Erzeugnisse wird nach folgender Formel berechnet :
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:l Biegeabstand, mm ; b Breite der Probe nach der Zerstörung, mm ; h Höhe der Probe nach der Zerstörung, mm.
Zur Bestimmung der Kerbschlagzähigkeit des Werkstoffes werden aus den hergestellten Erzeugnissen Probestücke in Gestalt von Stäben mit den Abmessungen 10x 10 x 55 mm gefertigt und einer Wärmebehandlung (Härten und dreifaches Anlassen) unterzogen.
Die erwärmten Probestücke werden mit Hilfe eines Pendelschlagwerkes geprüft, die Schlagar- beit dessen Pendelhammer 300 J beträgt.
Der Pendelhammer schlägt auf das Probestück bis zu dessen Zerstörung, wonach an der Zerstörungsstelle der Probe deren Querschnitt gemessen und an der Messuhr die Schlagarbeit des Pendelhammers zum Zeitpunkt der Zerstörung des Probestückes abgelesen wird.
Die Kerbschlagzähigkeit wird nach folgender Formel berechnet :
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Hierin bedeuten :
A Schlagarbeit des Pendelhammers zum Zeitpunkt der Probenzerstörung, J ;
F Querschnittsfläche des Probestückes an der Zerstörungsstelle, cm".
Im weiteren wird die Erfindung an Hand von konkreten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Beispiel 1 : Die Erzeugnisse wurden erfindungsgemäss aus Werkzeugstahlpulver folgender Zu-
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setzung homogenisiert. Das nach der Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver wurde der Magnetisierung unterzogen, indem es im konstanten Magnetfeld mit einer Stärke von 1-10"A/m untergebracht wurde. Die Magnetisierungsdauer betrug 0, 25 min. Das magnetisierte Pulver wurde in Kapseln aus Konstruktionsstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0, 2% eingeschüttet. Die Kapsel hatte
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die Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Höhe von 600 mm. Das in die Kapsel eingeschüttete magnetisierte Pulver wurde verdichtet, indem die Kapsel in Schwingbewegung mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Amplitude von 0,5 mm versetzt wurde.
Nach 3 min wurde die Vibrationsverdichtung des Pulvers beendet und an die offene Stirnseite der Kapsel ein Deckel mit einem Stutzen angeschweisst. Der Stutzen wurde an eine Vakuumpumpe angeschlossen und in der Kapsel ein Unterdruck von 1, 3. 10-2 mbar gebildet. Gleichzeitig wurde die Kapsel bis auf eine Temperatur von 11500C erwärmt und bei dieser Temperatur im Verlaufe von 3 h gehalten. Dabei fanden die Pulverversinterung sowie-entgasung statt.
Nach der Beendigung der Pulverentgasung wurde die Kapsel durch Einschnuren des Stutzens sowie Verlöten der Einschnürungsstelle hermetisch abgeschlossen. Die bis auf die besagte Temperatur erwärmte Kapsel mit Pulver wurde stranggepresst, infolgedessen man zylindrische Stangen mit einem Durchmesser von 100 mm erhielt.
Den Kern der jeweiligen Stange bildet das Pulvermetall (Erzeugnis) und ihre Hülle die ver-
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die Raumtemperatur abgekühlt. Die Hülle wurde von den Stangen durch Meisseldrehen an Drehmaschinen entfernt.
Die auf diese Weise hergestellten Erzeugnisse wurden nach der thermischen Vorbehandlung (Härte und Anlassen) der Strukturanalyse sowie physikalisch-mechanischen Prüfungen unterzogen, bei welchen die Biegefestigkeit des Werkstoffes sowie seine Rockwellhärte und Kerbschlagzähigkeit bestimmt wurden.
Es wurden folgende Prüfergebnisse erhalten :
Biegefestigkeit, GPa 2, 6
Härte, HRC 69
Kerbschlagzähigkeit, kJ/m2 180
Auf die gleiche Weise wurden aus dem gleichen Pulver Erzeugnisse hergestellt und geprüft, jedoch ohne Magnetisierung. Beim Vergleich der mechanischen Kennwerte der hergestellten Erzeugnisse hat es sich herausgestellt, dass die spezifische Festigkeit im Durchschnitt um 20 bis 25% und die Kerbschlagzähigkeit um 30% gestiegen ist. Die Strukturanalyse hat gezeigt, dass die Kornstruktur des Werkstoffes der nach der erfindungsgemässen Technologie hergestellten Erzeugnisse homogener ist.
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ter wurden durch Vermischen im Mischbehälter im Verlaufe von 30 min nach der Kornzusammensetzung homogenisiert.
Das nach der Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver wurde der Magnetisierung unterzogen, indem es einem konstanten Magnetfeld mit einer Stärke von 1. 10' A/m ausgesetzt wurde. Die Magnetisierungsdauer betrug 0, 25 min. Das magnetisierte Pulver wurde in eine Kapsel aus Konstruktionsstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,2% eingeschüttet. Die Kapsel hatte die Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Höhe von 600 mm. Das in die Kapsel eingeschüttete magnetisierte Pulver wurde verdichtet, indem die Kapsel in Schwingbe-
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5schlossen. Die bis auf die besagte Temperatur erwärmte Kapsel mit Pulver wurde stranggepresst, infolgedessen man zylindrische Stangen mit einem Durchmesser von 100 mm erhielt.
Den Kern der jeweiligen Stange bildet das Pulvermetall (Erzeugnis) und ihre Hülle die ver-
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die Raumtemperatur abgekühlt. Die Hülle wurde von den Stangen durch Meisseldrehen an Drehmaschinen entfernt.
Die auf diese Weise hergestellten Erzeugnisse wurden nach der thermischen Vorbehandlung (Härten und Anlassen) der Strukturanalyse sowie physikalisch-mechanischen Prüfungen unterzogen, bei welchen die Biegefestigkeit des Werkstoffes sowie seine Rockwellhärte und Kerbschlagzähigkeit bestimmt wurden.
Es wurden folgende Prüfergebnisse erhalten :
Biegefestigkeit, GPa 2, 6
Härte, HRC 68 Kerbschlagzähigkeit, kJ/m2 150
Aus den angeführten Ergebnissen geht hervor, dass die Festigkeit der nach der erfindungsgemässen Technologie hergestellten Erzeugnisse im Vergleich zu den gemäss dem Prototypverfahren gefertigten Erzeugnissen im Durchschnitt um 25% und die Kerbschlagzähigkeit um 30% gestiegen ist.
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:Phosphor-0, 03 ; Eisen-Rest. Zu diesem Zwecke wurden die Pulverteilchen mit den Abmessungen über 800 11m abgesiebt. Die Pulverteilchen mit den Abmessungen von 800 11m und darunter wurden durch Vermischen im Mischbehälter im Verlaufe von 30 min nach der Kornzusammensetzung homogenisiert.
Das nach der Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver wurde der Magnetisierung unterzogen, indem es einem konstanten Magnetfeld mit einer Stärke von 1. 103 A/m ausgesetzt wurde. Die Magnetisierungsdauer betrug 0, 25 min. Das magnetisierte Pulver wurde in eine Kapsel aus Konstruktionsstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0, 2% eingeschüttet. Die Kapsel hatte die Form eines Zylin- ders mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Höhe von 600 mm. Das in die Kapsel eingeschüttete magnetisierte Pulver wurde verdichtet, indem die Kapsel in Schwingbewegung mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Amplitude von 0, 5 mm versetzt wurde. Nach 3 min wurde die Vibrationsverdichtung des Pulvers beendet und an die offene Stirnseite der Kapsel ein Deckel mit einem Stutzen angeschweisst.
Der Stutzen wurde an eine Vakuumpumpe angeschlossen und in der Kapsel
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Pulver Versinterung sowie-entgasung statt. Nach der Beendigung der Pulverentgasung wurde die Kapsel durch Einschnüren des Stutzens sowie Verlöten der Einschnürungsstelle hermetisch abgeschlossen. Die bis auf die besagte Temperatur erwärmte Kapsel mit Pulver wurde stranggepresst, infolgedessen man zylindrische Stangen mit einem Durchmesser von 100 mm erhielt.
Den Kern der jeweiligen Stange bildet das Pulvermetall (Erzeugnis) und ihre Hülle die verformte Kapsel. Die erzeugten Stangen wurden bei einer Temperatur von 850 C 4 h lang geglüht, dann mit einer Geschwindigkeit von 20 C/min bis auf 500 C und anschliessend an der Luft bis auf die Raumtemperatur abgekühlt. Die Hülle wurde von den Stangen durch Meisseldrehen an Drehmaschinen entfernt.
Die auf solche Weise hergestellten Erzeugnisse wurden nach der thermischen Vorbehandlung (Härten und Anlassen) der Strukturanalyse sowie physikalisch-mechanischen Prüfungen unterzogen, bei welchen die Biegefestigkeit des Werkstoffes sowie seine Rockwellhärte und Kerbschlagzähigkeit bestimmt wurden. Die Prüfungen wurden auf die vorstehend beschriebene Weise durchgeführt.
Es wurden folgende Prüfergebnisse erhalten :
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Biegefestigkeit, GPa 3, 0
Härte, HRC 68
Kerbschlagzähigkeit kJ/m2 180
Aus den angeführten Ergebnissen geht hervor, dass die Festigkeit der nach der erfindungsgemässen Technologie hergestellten Erzeugnisse im Vergleich zu den gemäss dem Prototypverfahren gefertigten Erzeugnissen im Durchschnitt um 25% und die Kerbschlagzähigkeit um 30% gestiegen ist.
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Abmessungen über 800 im abgesiebt. Die Pulverteilchen mit den Abmessungen von 800 (im und darunter wurden durch Vermischen im Mischbehälter im Verlaufe von 30 min nach der Kornzusammensetzung homogenisiert.
Das nach der Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver wurde der Magnetisierung unterzogen, indem es einem konstanten Magnetfeld mit einer Stärke von 2. 10' A/m ausgesetzt wurde. Die Magnetisierungsdauer betrug 0,25 min. Das magnetisierte Pulver wurde in eine Kapsel aus Konstruktionsstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0, 2% eingeschüttet. Die Kapsel hatte die Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Höhe von 600 mm. Das in die Kapsel eingeschüttete magnetisierte Pulver wurde verdichtet, indem die Kapsel in Schwingbewegung mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Amplitude von 0,5 mm versetzt wurde. Nach 3 min wurde die Vibrationsverdichtung des Pulvers beendet und an die offene Stirnseite der Kapsel ein Deckel mit einem Stutzen angeschweisst.
Der Stutzen wurde an eine Vakuumpumpe angeschlossen und in der Kapsel ein Unterdruck von 1, 3. 10-2 mbar gebildet. Gleichzeitig wurde die Kapsel bis auf eine Temperatur von 1130 C erwärmt und bei dieser Temperatur 2 h lang gehalten. Dabei fanden die Pulverversinterung sowie-entgasung statt. Nach der Beendigung der Pulverentgasung wurde die Kapsel durch Einschnüren des Stutzens sowie Verlöten der Einschnurungsstelle hermetisch abgedichtet. Die bis auf die besagte Temperatur erwärmte Kapsel mit Pulver wurde stranggepresst, infolgedessen man zylindrische Stangen mit einem Durchmesser von 100 mm erhielt.
Den Kern der jeweiligen Stange bildet das Pulvermetall (Erzeugnis) und ihre Hülle die verformte Kapsel. Die erzeugten Stangen wurden bei einer Temperatur von 850 C 4 h lang geglüht, dann mit einer Geschwindigkeit von 20 C/min bis auf 5000C und anschliessend an der Luft bis auf die Raumtemperatur abgekühlt.
Die Hülle wurde von den Stangen durch Meisseldrehen an Drehmaschinen entfernt.
Die auf solche Weise hergestellten Erzeugnisse wurden nach der thermischen Vorbehandlung (Härten und Anlassen) der Strukturanalyse sowie physikalisch-mechanischen Prüfungen unterzogen, bei welchen die Biegefestigkeit des Werkstoffes sowie seine Rockwellhärte und Kerbschlagzähigkeit bestimmt wurden.
Es wurden folgende Prüfergebnisse erhalten :
Biegefestigkeit, GPa 3, 2
Härte, HRC 67 Kerbschlagzähigkeit, kJ/m2 180
Aus den angeführten Ergebnissen geht hervor, dass die Festigkeit der nach der erfindungsgemässen Technologie hergestellten Erzeugnisse im Vergleich zu den gemäss dem Prototypverfahren gefertigten Erzeugnissen im Durchschnitt um 25% und die Kerbschlagzähigkeit um 30% gestiegen ist.
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:Phosphor-0, 03 ; Eisen-Rest.
Zu diesem Zwecke wurden die Pulverteilchen mit den Abmessungen über 800 fim abgesiebt.
Die Pulverteilchen mit den Abmessungen von 800 gm und darunter wurden durch Vermischen im Mischbehälter im Verlaufe von 30 min nach der Kornzusammensetzung homogenisiert. Das nach der
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Kornzusammensetzung homogenisierte Pulver wurde der Magnetisierung unterzogen, indem es im kon- stanten Magnetfeld mit einer Stärke von 1. 104 A/m untergebracht wurde. Die Magnetisierungsdauer betrug 0, 1 min. Das magnetisierte Pulver wurde in eine Kapsel aus Konstruktionsstahl mit einem
Kohlenstoffgehalt von 0,2% eingeschüttet. Die Kapsel hatte die Form eines Zylinders mit einem Durch- messer von 300 mm und einer Höhe von 600 mm. Das in die Kapsel eingeschüttete magnetisierte
Pulver wurde verdichtet, indem die Kapsel in Schwingbewegung mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Amplitude von 0,5 mm versetzt wurde.
Nach 3 min wurde die Vibrationsverdichtung des Pul- vers beendet und an die offene Stirnseite der Kapsel ein Deckel mit einem Stutzen angeschweisst.
Der Stutzen wurde an eine Vakuumpumpe angeschlossen und in der Kapsel ein Unterdruck von
1, 3. 10-2 mbar gebildet. Gleichzeitig wurde die Kapsel bis auf eine Temperatur von 1130 C erwärmt und bei dieser Temperatur im Verlaufe von 2 h gehalten. Dabei fanden die Pulverversinterung sowie-entgasung statt. Nach der Beendigung der Pulverentgasung wurde die Kapsel durch Ein- schnüren des Stutzens sowie Verlöten der Einschnürungsstelle hermetisch abgeschlossen.
Die bis auf die gesagte Temperatur erwärmte Kapsel mit Pulver wurde stranggepresst, infolgedessen man zylindrische Stangen mit einem Durchmesser von 100 mm erhielt.
Den Kern der jeweiligen Stange bildet das Pulvermetall (Erzeugnis) und ihre Hülle die verformte Kapsel. Die erzeugten Stangen wurden bei einer Temperatur von 8500C 4 h lang geglüht, dann mit einer Geschwindigkeit von 20 C/min bis auf 5000C und anschliessend an der Luft bis auf die Raumtemperatur abgekühlt. Die Hülle wurde von den Stangen durch Meisseldrehen an Drehmaschinen entfernt.
Die auf solche Weise hergestellten Erzeugnisse wurden nach der thermischen Vorbehandlung (Härten und Anlassen) der Strukturanalyse sowie physikalisch-mechanischen Prüfungen unterzogen, bei welchen die Biegefestigkeit des Werkstoffes sowie seine Rockwellhärte und Kerbschlagzähigkeit bestimmt wurden.
Es wurden folgende Prüfergebnisse erhalten :
Biegefestigkeit, GPa 3, 1
Härte, HRC 68
Kerbschlagzähigkeit, kJ/m2 180
Auf die gleiche Weise wurden aus demgleichen Pulver Erzeugnisse hergestellt und geprüft, jedoch ohne Magnetisierung. Beim Vergleich der mechanischen Kennwerte der hergestellten Erzeugnisse hat es sich herausgestellt, dass die spezifische Festigkeit im Durchschnitt um 20 bis 25% und die Kerbschlagzähigkeit um 30% gestiegen ist.
Die Strukturanalyse hat gezeigt, dass die Kornstruktur des Werkstoffes der nach der erfindungsgemässen Technologie hergestellten Erzeugnisse homogener ist.
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1, 3. 10-2 mbar gebildet. Gleichzeitig wurde die Kapsel bis auf eine Temperatur von 1130 C erwärmt und bei dieser Temperatur im Verlaufe von 2 h gehalten. Dabei fanden die Pulverversinterung sowie-entgasung statt.
Nach der Beendigung der Pulverentgasung wurde die Kapsel durch Einschnüren des Stutzens sowie Verlöten der Einschnürungsstelle hermetisch abgeschlossen. Die bis auf die besagte Temperatur erwärmte Kapsel mit Pulver wurde stranggepresst, infolgedessen man zylindrische Stangen mit einem Durchmesser von 100 mm erhielt.
Den Kern der jeweiligen Stange bildet das Pulvermetall (Erzeugnis) und ihre Hülle die ver-
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die Raumtemperatur abgekühlt. Die Hülle wurde von den Stangen durch Meisseldrehen an Drehmaschinen entfernt.
Die auf solche Weise hergestellten Erzeugnisse wurden nach der thermischen Vorbehandlung (Härten und Anlassen) der Strukturanalyse sowie physikalisch-mechanischen Prüfungen unterzogen, bei welchen die Biegefestigkeit des Werkstoffes sowie seine Rockwellhärte und Kerbschlagzähigkeit bestimmt wurden.
Es wurden folgende Prüfergebnisse erhalten :
Biegefestigkeit, GPa 3, 2
Härte, HRC 68
Kerbschlagzähigkeit, kJ/m2 200
Aus den angeführten Ergebnissen geht hervor, dass die spezifische Festigkeit der nach der erfindungsgemässen Technologie hergestellten Erzeugnisse im Vergleich zu den gemäss dem Prototypverfahren gefertigten Erzeugnissen im Durchschnitt um 25% und die Kerbschlagzähigkeit um 35% gestiegen ist.
Beispiel 7 (negativ) : Die Erzeugnisse wurden im wesentlichen so, wie im Beispiel 1 beschrieben, und aus dem gleichen Werkstoff hergestellt. Während der Pulvermagnetisierung betrug jedoch die Stärke des konstanten Magnetfeldes 1. 102 A/m (d. h. sie war ausserhalb der empfohlenen und durch Anspruch 2 beanspruchten Grenzen und unterschritt die Minimalgrenze).
Bei Prüfung der hergestellten Erzeugnisse wurden folgende Ergebnisse erhalten :
Biegefestigkeit, GPa 2, 1
Härte, HRC 69
Kerbschlagzähigkeit, kJ/m2 110
Die angeführten Angaben zeugen davon, dass bei den angegebenen Kenngrössen der Stärke des konstanten Magnetfeldes die erforderliche Pulvermagnetisierung nicht gewährleistet wird, was zur Trennung der Pulverteilchen nach der Kornzusammensetzung bei dessen Einfüllen in die Kapsel und somit zur Verschlechterung der Eigenschaften von gefertigten Erzeugnissen (im Vergleich zu Beispiel 1) führt. Insbesondere wird die Biegefestigkeit nur um 1% höher als bei den Erzeugnissen, die keiner Magnetisierung unterworfen wurden.
Beispiel 8 (negativ) : Die Erzeugnisse wurden im wesentlichen so, wie im Beispiel 4 beschrieben, und aus dem gleichen Werkstoff hergestellt. Während der Pulvermagnetisierung betrug jedoch eine solche Kenngrösse, wie die Stärke des konstantes Magnetfeldes 5. 10 A/m (d. h. sie war ausserhalb der empfohlenen und durch Anspruch 2 beanspruchten Grenzen und überschritt die Maximalgrenze).
Bei Prüfung der Erzeugnisse wurden folgende Ergebnisse erhalten :
Biegefestigkeit, GPa 3, 2
Härte, HRC 67
Kerbschlagzähigkeit, kJ/m2 1, S
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Die angeführten Angaben zeigen, dass sich bei den angegebenen Werten der Stärke des konstanten Magnetfeldes die Eigenschaften der hergestellten Erzeugnisse im Vergleich zu der Stärke der erfindungsgemässen Technologie nicht verbessern. Gleichzeitig ist in diesem Falle viel mehr Energie nutzlos verbraucht worden.