CH266701A - Molded body made primarily of stainless steel and process for its manufacture. - Google Patents

Molded body made primarily of stainless steel and process for its manufacture.

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CH266701A
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CH
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stainless steel
alloy
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copper
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Corporation American Ele Metal
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American Electro Metal Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0242Making ferrous alloys by powder metallurgy using the impregnating technique

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

  

  Vorwiegend aus rostfreiem Stahl bestehender Formkörper und Verfahren  zu seiner Herstellung.    Die     Erfindung    betrifft. einen Formkörper,  der vorwiegend aus rostfreiem Stahl besteht.  Als rostfreier Stahl können weiche und halb  harte,     llärt#hal-e    Arten mit 12 bis     14%    Chrom       1111d    0,1 bis     0,52"'    Kohlenstoff, sowie     auste-          nitische,    weniger oder gar nicht     härtbare    Ar  ten mit 7 bis 1.2     %    Nickel, 18 bis 20     %    Chrom  und zwischen 0,04 und 0,4%     Kohlenstoff     verwendet werden.

   Silizium oder Mangan  oder andere     Zumischungen    oder Verunreini  gungen können in Bruchteilen von 1     %    anwe  send sein.  



  Gemäss der Erfindung besteht der Form  körper     z11    65 bis 95     Volumprozent        aus    einem  Netzwerk     aus    rostfreiem Stahl, das von einem       andern    metallischen Netzwerk niedrigeren  Schmelzpunktes durchsetzt ist..  



  Gegenstand des Patentes ist ferner ein  Verfahren zur Herstellung eines solchen  Formkörpers, das dadurch gekennzeichnet       ist,    dass ein     Pressling    aus rostfreiem Stahl  pulver mit 35 bis 5     Volumprozent        Porosität     hergestellt und ein niedriger     schmelzender,          metallischer        Werksstoff    in den     Pressling    ein  geseigert wird.  



  Das Netzwerk niedrigeren Schmelzpunktes       enthält,        vorteilhaft    eines der Metalle Kupfer,  Silber oder Zinn als Hauptbestandteil, was  dadurch erreicht wird, dass in den     Pressling          aus    rostfreiem Stahlpulver ein Werkstoff       eingeseigert    wird, der als     Flaup@tbestandteil       eines der Metalle Kupfer, Silber oder Zinn  enthält..  



  Das erfindungsgemässe Verfahren kann  beispielsweise ausgeführt werden,     indem    rost  freies     Stahlpulver    unter Drücken zwischen  2800 und     1l.000        k,-;/em2    zu einem porösen       Pressling    oder  Skelettkörper  gepresst wird,  welcher z.     B.    die     Gestalt    einer Stange, eines       Ingots    oder eines sonstigen Formkörpers be  sitzen mag; in den Skelettkörper wird dar  nach Kupfer oder eine     Kwpferlegierung,    Sil  ber oder eine     Silberlegierung    oder Zinn bzw.

    eine Zinnlegierung     eingeseigert,    so dass die  ser geschmolzene Werkstoff die     znsa.mmen-          hängenden    Poren des     Skelettkörpers    durch  setzt und nach dem Kühlen ein Netzwerk  bildet, welches mit dem Skelettkörper fest  verbunden,     insbesondere    mit dessen Ober  fläche legiert ist.     Gewünschtenfalls    kann der  Skelettkörper vor dem     Einseigern    gesintert       -,v    erden.  



  Das     Netzwerk    aus rostfreiem     Stahl    kann  18 bis 20     %    Chrom, 6 bis 10     %    Nickel und 0,04  bis     0,1%    Kohlenstoff enthalten.  



  Durch Pressen des Skelettkörpers unter  den angegebenen Drücken wird die Abnut  zung der     Pressform    erheblich     verringert.    und  eine     Porosität    zwischen 35 und 5     %    vorzugs  weise 25 und<B>15%</B> erhalten; die     grössere    Po  rosität resultiert von geringeren     Pressdrük-          ken    und kann, wenn gewünscht,     darnach     durch Sintern des     Presslings    verringert wer-      den.

   Die Gestalt und Abmessungen des end  gültigen Körpers sind im wesentlichen durch  die Form     bestimmt,    in welcher der Skelett  körper     verpresst    wurde, so dass keine nach  trägliche mechanische Bearbeitung eines Kör  pers relativ einfacher Form erforderlich ist.       Komplizierte    Körperformen können durch  Bearbeitung des Skelettkörpers nach dem  Sintern und manchmal nach dem     Einseigern          hergestellt    werden und bedürfen geringerer       mechanischer    Bearbeitung als     Gusskörper          ans    rostfreiem Stahl.  



  Eine     Mischung    von rostfreien Stahlpul  vern verschiedener Korngrösse ist für die Er  findung besonders geeignet. Wenn der     Press-          ling    eine     Porosität    von beispielsweise 25 bis  <B>107,</B> aufweisen soll, werden ungefähr zur       Hälfte        Partikel    von einem Durchmesser klei  ner     als    250     Mikron    verwendet, während die  andere Hälfte     aus    Partikeln von einem  Durchmesser grösser als 40     Mikron    besteht.

    Pulver rostfreien Stahls, dessen Körner  einen Höchstdurchmesser von 150     Mikron     und     einen    Mindestdurchmesser von 75     Mi-          kron    besitzen, sind für viele Anwendungen       gleichfalls    vorteilhaft.  



  Zum     Einseigern    kann Pulver von Kupfer  oder einer Kupferlegierung benutzt werden.  Granuliertes oder in Kugelmühlen zerklei  nertes Pulver wird     elektrolytischem    Pulver  vorgezogen, welch letzteres oft Gase     entwik-          kelt    und korrodierende Rückstände des  Elektrolyten enthält.

   Eine     Kupferlegierung          von.        ungefähr    65 bis     95, o    Kupfer, 3 bis 5 j       Eisen        und/oder    3     bis   <B>10%</B> Nickel     und/oder     3 bis     10ö    Mangan     turd/oder    andern gering  fügigen     Zumischimgen    ist vorteilhaft.

   An  Stelle einer fertigen     Kupferlegierung    kön  nen die zerkleinerten     Bestandteile    der Legie  rung in Mischung verwendet werden und sol  len vorzugsweise eine Korngrösse besitzen, de  ren     Dilrchmesser    unter 75     Mikron    ist.

   Das  Pulverdes     einzuseigerndenWerkstoffes    kann       beispielsweise    lose auf den porösen     Pressling     aufgelegt     werden,    oder     vorgepresst    oder in  Pillenform gebracht werden; der     vorgepresste     Werkstoff kann eine     Oberfläche        besitzen,    de  ren Form derjenigen des     Fläehenteils    des po-         rösen        Presslings    angepasst ist, durch welchen  die     Einseigerung    erfolgt. Die Pillen können  unter verhältnismässig geringem Druck, wie  z.

   B.<B>1500<U>kg</U></B>     /cm=,    in billiger Massenfertigung       hergestellt    werden. Die Pillen oder     sonstigen     Formkörper aus dem     einzuseigernden    Metall  können auch gesintert werden, um die pul  verigen Legierungsbestandteile, wenn solche  verwendet werden, zu legieren oder den Zu  sammenhalt einer Pille     aus    einer fertigen Le  gierung zu erhöhen.     Selbstverständlich    kön  nen die Pillen auch in Formen     gegossen    wer  den.

   Insbesondere können fertige, marktgän  gige Kupferlegierungen,     beispielsweise    aus  Kupfer, Eisen, Nickel und Mangan in den  oben angegebenen Verhältnissen     verwendet          werden.     



  In ähnlicher Weise kann Silber oder eine  Silberlegierung und Zinn oder eine Zinn  legierung angewendet werden, d. h. es kön  nen     entweder    fertige     Legierungen    oder pul  verige Mischungen der     LegierungZbestand-          i,eile    verwendet und geschmolzen werden; die  fertige     Legierung    oder die Pulvermischung  kann auch vorher zu Pillen oder     sonstigen     Formkörpern gepresst werden.  



  Der poröse     Pressling    aus rostfreiem Stahl  wird vorteilhaft in eine Form oder Schiff  chen aus Aluminiumoxyd, d,     Sillimanit,    oder  einem andern hoch     hitzebeständigen        kerarrri-          schen    Material oder     Mischung    solcher Mate  rialien eingesetzt.  



  Wie erwähnt, kann der     cinzuseigernde          -N#@Terk    Stoff auf oder unter den porösen     Press-          ling        gelegt    oder mit einer Seitenfläche des  selben in     Berührung        gebracht    werden.

   Insbe  sondere kann er auch in ein Abteil einer  Form eingesetzt werden, welsche mit. einem  andern Abteil     kommuniziert,    in welches der       Pressling    eingesetzt     isti;    nach dem Schmelzen  des Werkstoffes fliesst, er aus der einen Abtei  lung in die andere und wird in den     Pressling          hineingeseigert.    Zu letzterem.     Zweek    kann die  eine Abteilung, in welcher das     Infiltrat     erschmolzen wird, höher sein als die andere,  in welcher der     Pressling    liegt;

   natürlich kann  die     Form    auch gekippt werden, um das Ein-      fliessen der Schmelze in die Abteilung zu be  wirken, in welcher der     Pressling    liegt.  



  Das     Einseigern    wird     vorteilhaft    in einer  reduzierenden oder     Schutzatmosphäre        durch-          geführt.    Abhängig von der Grösse des     Press-          lings    und seiner     Porosität    wir die     Infiltrie-          rung    innerhalb einiger     Minuten,    z. B. 5 bis  15 Minuten, vollendet sein.

   Der infiltrierte       Körper    wird darauf vorteilhaft im gleichen  Ofen, in welchem die     Infiltrierung    durchge  führt wurde, langsam abgekühlt.     Wenn    eine       Kupferlegierung    der früher erwähnten     Zu-          sammen    Setzung     eingeseigert    wird, die insbe  sondere Mangan enthält, ist irgend ein Rück  stand des     Infiltrats    aussen am     Pressling    po  rös und     brüchin    und kann leicht abgehoben  werden, so dass eine glatte Oberfläche ver  bleibt.

   Durch Zumischen eines Bruchteils  eines Prozents pulverigen Aluminiumoxyds       zu    dem     1nfiltrat    oder durch Auflegen eines  solchen Pulvers auf den Flächenteil, durch  welchen die     Einseigerung    erfolgt, kann das  Abheben.     irgendeines    erstarrten     L?berschusses     des     Infiltrats        besonders    erleichtert werden.  



  Zum     Beispiel    wurde ein. poröser     Pressling          hergestellt        aus    rostfreiem Stahlpulver einer  Korngrösse kleiner als 250     Mikron    und grö  sser als 40     Mikron    Durchmesser. Das Pulver  enthielt<B>18%</B> Chrom, 8 % Nickel, weniger als  0,1 % Kohlenstoff, Rest Eisen. Der     Pressdruek     betrug zwischen 3500 und 5750     kg/em%    so  dass der     Pressling    eine     Porosität    von etwa  <B>15%</B> aufwies.

   Das     Infilt:rat    bestand     aus    85  Kupfer, 5 % Eisen, 5 % Nickel und 5 % Man  gan, also ausser Kupfer aus Metallen mit  einem Atomgewicht zwischen 54 und 58,8.  Nach dem Einstigern     wurde    ein dichter  und fester Körper erhalten, der einer  Hitzebehandlung unterworfen werden konnte,  insbesondere zwecks     Ausscheidungshärtung.     Der     Pressdruck    kann zwischen 3000 und  11000     kg/cmz    schwanken und das Pulver  hierauf derart gesintert. werden, dass seine  Festigkeit unter Beibehaltung zusammenhän  gender Poren vergrössert wird.  



  Als ein anderes Beispiel wurde aus rost  freiem Stahlpulver ein poröser     Pressling    der  oben erwähnten Zusammensetzung und Poro-         sität    hergestellt und mit einer Kupferlegie  rung aus 75 % Kupfer, 5 % Eisen, 10  Nickel und 10 % Mangan     infiltriert.    Der  erhaltene Körper konnte einer Ausschei  dungshärtung unterworfen werden und war  besonders korrosionsfest, z. B. gegenüber Sal  petersäure.  



  Beste physikalische Eigenschaften werden  erhalten mit     Presslingen    aus rostfreiem Stahl  pulver der oben erwähnten Zusammensetzung,  mit weniger als<B>0,1%</B> Kohlenstoff und einer       Porosität    von 15 %, wenn     dass    Ausgangspulver  Korngrössen aufweist, die sämtlich kleiner  sind als einem Durchmesser von 250     Mikron     entspricht, und 50 % davon einen grösseren  Durchmesser als 70     Mikron    und der Rest  einen Durchmesser grösser als 40     Mikron    auf  weisen, während die Kupferlegierung unge  fähr 90 bis 93 % Kupfer, 3 bis 5 % Eisen     und     3 bis 5 % Mangan enthält.

   Die infiltrierte  Kupferlegierung kann auch 85 bis 90 %     Cu,    3  bis 5 % Ni, 3 bis 5 % Fe und 3 bis 5 % bin  enthalten. Die Zugfestigkeit betrug etwa  6480     kg/cm=    bei einer Dehntrog von 20 %,  wenn der Prüfkörper in einer Mischung von       II,    und     N,    (gespaltetes Ammoniak). bei  650  C während einer Stunde erhitzt und dar  nach in Wasser     abgeschreckt    wurde. Im Ver  gleich mit gegossenem und gehärtetem rost  freiem Stahl, welcher gewöhnlich eine Zug  festigkeit von 6480 bis 8640     kg/em=    bei einer  Dehnung von 20 bis 40 % aufweist, ist dieses  Resultat günstig.

   Prüfkörper aus rostfreiem  Stahlpulver der angegebenen Zusammen  setzung und     Korngrössenv        erteilung    wiesen  nach langsamem Kühlen im Ofen eine     Poro-          sität    von 2 %, eine     Rockwell-B-Härte    von  etwa, 82 und eine Festigkeit von 6200     kg/cm=     bei einer Dehnung von 18 % auf. Nach einer  Hitzebehandlung eines derartigen Prüfkör  pers während 4 Stunden bei 375  C wurde  eine Zugfestigkeit von 6350 kg/cm:' bei einer  Dehnung von<B>19%</B> und einer     Rockwell-B-          Härte    von 86,5 beobachtet.  



  Aus einem     Pressling    mit<B>15%</B>     Porosität     aus rostfreiem Stahlpulver der oben erwähn  ten Zusammensetzung und     Korngrössenvertei-          lung,    der mit 3600 bis 4300     kg/em=        verpresst              imd    darauf mit einer Kupferlegierung der  oben     erwähnten        Zusammensetzung    infiltriert       wurde,    die vorher granuliert und darnach  v     erpresst    worden war, wurde nach dem Küh  len im Ofen ein Körper erhalten,

   dessen     Poro-          sität        kleiner    als 2     %    war, dessen     Roekwell-B-          Härte    90,5 und     Zugfestigkeit    6100     kg/cm=    bei  <B>15%</B>     Dehnung    betrugen.  



  Ein     Pressling    mit<B>15%</B>     Porosität    der frü  her erwähnten Zusammensetzung, der mit  einer Kupferlegierung der früher erwähnten  Zusammensetzung in der zuletzt beschrie  benen Weise infiltriert wurde, besass guten  Korrosionswiderstand, besonders gegen Luft,  Feuchtigkeit, Salzwasser und grösseren Kor  rosionswiderstand gegen Schwefelsäure als  gegossener rostfreier Stahl, und oxydierte     ge-          ringfügig    bei erhöhter Temperatur. Er wies  eine Zugfestigkeit von 5050     kg/cm=    und eine  Mindestdehnung von     10,-,    auf.  



  Ein     Presskörper,    infiltriert mit Silber oder  einer     Silberlegierung    war in gleichem Masse  korrosionsfest, jedoch weniger wirtschaftlich  wegen des Preises von Silber.  



  Ein     Pressling,    infiltriert mit Zinn oder  einer Zinnlegierung entsprechend niedriger       Schmelztemperatur,    war gleichfalls korro  sionsfest; er wird bei niedrigen Temperaturen  mit Vorteil verwendet, das heisst bei Tempera  turen, die unter dem     Schmelzpunkt    des  Zinnes oder der angewendeten Zinnlegierung  liegen, so z. B. für Behälter von Nahrungs  mitteln.

   Bei der Herstellung von rostfreien  Eisenkörpern, die mit Zinn oder einer Zinn  legierung infiltriert werden, ist es vorteilhaft,  den porösen     Pressling    zu sintern, um seine  Festigkeit zu erhöhen     und    seine     Porosität    zu  verringern,     und    das Zinn oder die Zinnlegie  rung erheblich über ihren     Schmelzpluzkt    zu  überhitzen, vorteilhaft auf ungefähr 1000 bis  1100  C während des     Einseigerns.     



  Im allgemeinen ist das Sintern des     Press-          lings    aus rostfreiem Stahl empfehlenswert,  wenn verhältnismässig kleine Mengen des     In-          filtrates    benutzt werden, um dem erhaltenen  Formkörper die gewünschten physikalischen       Eigenschaften    zu erteilen.    In jedem Fall wird gemäss der Erfindung  ein     Formkörper    erhalten, der hauptsächlich  aus einem     Netzwerk    aus rostfreiem Stahl be  steht, das von einem andern Netzwerk der an  gegebenen Metalle oder Metallegierungen  durchsetzt und mit diesem in den meisten  Fällen wenigstens oberflächlich legiert ist.

    Das letztere Netzwerk kann die Poren des  ersteren vollständig oder teilweise ausfüllen.



  Shaped articles consisting primarily of stainless steel and process for their manufacture. The invention relates to. a molded body consisting primarily of stainless steel. As stainless steel, soft and semi-hard, hardened types with 12 to 14% chromium 1111d 0.1 to 0.52 "'carbon, as well as austenitic, less or not hardenable types with 7 to 1.2% Nickel, 18 to 20% chromium and between 0.04 and 0.4% carbon can be used.

   Silicon or manganese or other admixtures or impurities can be present in fractions of 1%.



  According to the invention, the molded body z11 consists of 65 to 95 percent by volume of a network made of stainless steel, which is interspersed with another metallic network with a lower melting point.



  The subject of the patent is also a method for producing such a shaped body, which is characterized in that a compact is made of stainless steel powder with 35 to 5 percent by volume porosity and a lower melting, metallic material is segregated into the compact.



  The network with a lower melting point contains, advantageously, one of the metals copper, silver or tin as the main component, which is achieved in that a material is segregated into the pressed part made of stainless steel powder which contains one of the metals copper, silver or tin as a flap component. .



  The method according to the invention can be carried out, for example, by pressing rust-free steel powder at pressures between 2800 and 1l,000 k, -; / em2 to form a porous compact or skeletal body which, for B. the shape of a rod, an ingot or some other shaped body may be sitting; in the skeletal body is represented by copper or a copper alloy, silver or a silver alloy or tin or

    a tin alloy segregated, so that this molten material enforces the znsa.mmen- hanging pores of the skeletal body and, after cooling, forms a network that is firmly connected to the skeletal body, in particular alloyed with its surface. If desired, the skeletal body can be sintered before it is incorporated.



  The stainless steel network can contain 18 to 20 percent chromium, 6 to 10 percent nickel, and 0.04 to 0.1 percent carbon.



  By pressing the skeletal body under the specified pressures, the wear on the mold is significantly reduced. and a porosity between 35 and 5%, preferably 25 and 15%; the greater porosity results from lower pressing pressures and can, if desired, then be reduced by sintering the compact.

   The shape and dimensions of the final body are essentially determined by the shape in which the skeletal body was pressed, so that no subsequent mechanical processing of a Kör pers relatively simple shape is required. Complicated body shapes can be produced by machining the skeletal body after sintering and sometimes after unifying and require less mechanical processing than castings on stainless steel.



  A mixture of stainless steel powder of different grain sizes is particularly suitable for the invention. If the compact is to have a porosity of, for example, 25 to 107, approximately half of the particles with a diameter of less than 250 microns are used, while the other half consists of particles with a diameter of greater than 40 Micron.

    Stainless steel powders, with grains having a maximum diameter of 150 microns and a minimum diameter of 75 microns, are also advantageous for many applications.



  Powder of copper or a copper alloy can be used for unifying. Powder granulated or ground in ball mills is preferred to electrolytic powder, the latter often developing gases and containing corrosive residues of the electrolyte.

   A copper alloy from. About 65 to 95% copper, 3 to 5% iron and / or 3 to 10% nickel and / or 3 to 10% manganese and / or other minor admixtures are advantageous.

   Instead of a finished copper alloy, the crushed constituents of the alloy can be used in a mixture and should preferably have a grain size whose diameter is less than 75 microns.

   The powder of the material to be incorporated can, for example, be placed loosely on the porous pellet, or pre-pressed or brought into pill form; the pre-pressed material can have a surface whose shape is adapted to that of the surface part of the porous compact through which segregation takes place. The pills can be put under relatively low pressure, e.g.

   B. <B> 1500 <U> kg </U> </B> / cm =, can be produced in cheap mass production. The pills or other shaped bodies made from the metal to be incorporated can also be sintered in order to alloy the powdery alloy components, if such are used, or to increase the cohesion of a pill made from a finished alloy. Of course, the pills can also be poured into molds.

   In particular, finished, marketable copper alloys, for example made of copper, iron, nickel and manganese, can be used in the ratios given above.



  Similarly, silver or a silver alloy and tin or a tin alloy can be used; H. Either finished alloys or powdered mixtures of the alloy components can be used and melted; the finished alloy or the powder mixture can also be pressed into pills or other shaped bodies beforehand.



  The porous pressed part made of stainless steel is advantageously placed in a mold or boat made of aluminum oxide, d, sillimanite, or another highly heat-resistant ceramic material or a mixture of such materials.



  As mentioned, the -N # @ Terk substance which is to be contained can be placed on or under the porous compact or brought into contact with a side surface of the same.

   In particular, it can also be used in a compartment of a form that has welsche. communicates with another compartment in which the pellet is inserted; After the material has melted, it flows from one department into the other and is segregated into the pellet. To the latter. In other words, one compartment in which the infiltrate is melted may be higher than the other in which the pellet lies;

   Of course, the mold can also be tilted in order to effect the flow of the melt into the compartment in which the compact is located.



  The incorporation is advantageously carried out in a reducing or protective atmosphere. Depending on the size of the pressed part and its porosity, the infiltration takes place within a few minutes, e.g. B. 5 to 15 minutes, be completed.

   The infiltrated body is then advantageously slowly cooled in the same furnace in which the infiltration was carried out. If a copper alloy of the composition mentioned earlier is segregated, which in particular contains manganese, any residue of the infiltrate on the outside of the pellet is porous and brittle and can easily be lifted off so that a smooth surface remains.

   By adding a fraction of a percent of powdery aluminum oxide to the infiltrate or by placing such a powder on the part of the surface through which the segregation takes place, the lifting can take place. any solidified excess of the infiltrate can be particularly relieved.



  For example, a. Porous pellet made of stainless steel powder with a grain size smaller than 250 microns and larger than 40 microns in diameter. The powder contained <B> 18% </B> chromium, 8% nickel, less than 0.1% carbon, the remainder iron. The pressing pressure was between 3500 and 5750 kg / em% so that the pressed part had a porosity of about 15%.

   The infiltrate consisted of 85 copper, 5% iron, 5% nickel and 5% manganese, that is, apart from copper, it consisted of metals with an atomic weight between 54 and 58.8. After aging, a dense and solid body was obtained which could be subjected to a heat treatment, in particular for the purpose of precipitation hardening. The pressing pressure can vary between 3000 and 11000 kg / cm2 and the powder can then be sintered in this way. that its strength is increased while maintaining connected pores.



  As another example, a porous compact of the above-mentioned composition and porosity was produced from stainless steel powder and infiltrated with a copper alloy of 75% copper, 5% iron, 10% nickel and 10% manganese. The body obtained could be subjected to a precipitation hardening and was particularly resistant to corrosion, eg. B. against nitric acid.



  Best physical properties are obtained with compacts made of stainless steel powder of the above-mentioned composition, with less than <B> 0.1% </B> carbon and a porosity of 15%, when the starting powder has grain sizes which are all smaller than one Diameter of 250 microns, and 50% of them a diameter larger than 70 microns and the rest a diameter larger than 40 microns, while the copper alloy approximately 90 to 93% copper, 3 to 5% iron and 3 to 5% manganese contains.

   The infiltrated copper alloy can also contain 85 to 90% Cu, 3 to 5% Ni, 3 to 5% Fe and 3 to 5% bin. The tensile strength was about 6480 kg / cm = with a stretching trough of 20% when the test specimen was in a mixture of II and N (split ammonia). heated at 650 C for one hour and then quenched in water. In comparison with cast and hardened stainless steel, which usually has a tensile strength of 6480 to 8640 kg / em = at an elongation of 20 to 40%, this result is favorable.

   Test specimens made of stainless steel powder of the specified composition and grain size distribution showed a porosity of 2% after slow cooling in the furnace, a Rockwell B hardness of about .82 and a strength of 6200 kg / cm = at an elongation of 18% on. After heat treatment of such a test body for 4 hours at 375 ° C., a tensile strength of 6350 kg / cm: 'at an elongation of 19% and a Rockwell B hardness of 86.5 was observed.



  From a pellet with <B> 15% </B> porosity made of stainless steel powder of the above-mentioned composition and grain size distribution, which was pressed with 3600 to 4300 kg / em = and then infiltrated with a copper alloy of the above-mentioned composition was previously granulated and then pressed, a body was obtained after cooling in the oven,

   whose porosity was less than 2%, whose Roekwell B hardness was 90.5 and tensile strength 6100 kg / cm = at <B> 15% </B> elongation.



  A pellet with <B> 15% </B> porosity of the previously mentioned composition, which was infiltrated with a copper alloy of the previously mentioned composition in the manner described last, had good corrosion resistance, especially against air, moisture, salt water and larger corrosive Resistance to corrosion against sulfuric acid as cast stainless steel, and slightly oxidized at elevated temperature. It had a tensile strength of 5050 kg / cm = and a minimum elongation of 10.00.



  A compact infiltrated with silver or a silver alloy was equally resistant to corrosion, but less economical because of the price of silver.



  A pellet, infiltrated with tin or a tin alloy with a correspondingly low melting temperature, was also corrosion-resistant; it is used with advantage at low temperatures, that is, at temperatures below the melting point of the tin or the tin alloy used, such. B. for containers of food.

   In the manufacture of stainless iron bodies which are infiltrated with tin or a tin alloy, it is advantageous to sinter the porous compact in order to increase its strength and to reduce its porosity, and to considerably increase the tin or the tin alloy via its melt base overheat, advantageously to about 1000 to 1100 C during the self-segregation.



  In general, sintering the stainless steel compact is advisable if relatively small amounts of the infiltrate are used in order to impart the desired physical properties to the molded body obtained. In any case, according to the invention, a shaped body is obtained which is mainly composed of a network of stainless steel which is interspersed with another network of the metals or metal alloys given and which in most cases is at least superficially alloyed.

    The latter network can completely or partially fill the pores of the former.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: I. Formkörper, dadurch gekennzeichnet, dass er zu 65 bis 95 Volumprozent aus einem Netzwerk aus rostfreiem Stahl besteht, das von einem andern metallischen Netzwerk nie drigeren Schmelzpunktes durchsetzt ist. II. Verfahren zur Herstellung eines Form körpers gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pressling aus rost freiem Stahlpulver mit 35 bis 5 Volumpr o- zent Porosität hergestellt und ein niedriger schmelzender, metallischer Werkstoff in den Pressling eingeseigert wird. PATENT CLAIMS: I. Shaped body, characterized in that it consists of 65 to 95 percent by volume of a network of stainless steel through which another metallic network of a lower melting point is penetrated. II. A method for producing a molded body according to claim I, characterized in that a compact is made from rust-free steel powder with 35 to 5 percent by volume porosity and a lower-melting, metallic material is segregated into the compact. UNTERANSPRCCHE 1. Formkörper nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die beiden Netz werke miteinander oberflächlich legiert sind. 2. Formkörper nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das andere Netz werk Kupfer als Hauptbestandteil enthält.. 3. Formkörper nach Patentanspruch I und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Netzwerk aus einer Kupfer legierung besteht. 4. Formkörper nach Patentaaispriich I, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Netz werk Silber als Hauptbestandteil enthält. 5. Formkörper nach Patentanspruch I lind Unteranspruch 4, dadurch gekennzeich net, dass das andere Netzwerk. aus einer Sil berlegierung besteht.. SUBClaims 1. Shaped body according to claim I, characterized in that the two networks are superficially alloyed with one another. 2. Shaped body according to claim I, characterized in that the other network contains copper as the main component .. 3. Shaped body according to claim I and dependent claim 2, characterized in that the other network consists of a copper alloy. 4. Shaped body according to Patent Aaispriich I, characterized in that the other network contains silver as the main component. 5. Shaped body according to claim I and dependent claim 4, characterized in that the other network. consists of a silver alloy .. 6. Formkörper nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Netzwerk Zinn als Hauptbestandteil enthält. 7. Formkörper nach Patentanspruch I und Unteranspruch 6, dadurch g ekennzeich- net, dass das andere Netzwerk aus einer Zinn legierung besteht. B. Formkörper nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk aus rostfreiem Stahl höchstens 0,1g,' Kohlen stoff enthält, das andere Netzwerk 5 bis 35 Volumprozent des Körpers ausmacht und aus einer Legierung von 75 bis 95/1y, Kupfer mit Eisen und Mangan besteht. 9. 6. Shaped body according to claim I, characterized in that the other network contains tin as the main component. 7. Shaped body according to claim I and dependent claim 6, characterized in that the other network consists of a tin alloy. B. Shaped body according to claim I, characterized in that the network of stainless steel contains at most 0.1 g, 'carbon, the other network makes up 5 to 35 percent by volume of the body and an alloy of 75 to 95 / 1y, copper with iron and manganese. 9. Formkörper nach Patentanspruch I und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeich net, dass die Kupferlegierung auch Nickel enthält.. 10. Formkörper nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, da.ss das Netzwerk aus rostfreiem Stahl, 18 bis 20 % Chrom, 6 bis 10 % Nickel und 0,04 bis 0,1 % Kohlen stoff enthält. 17.. Shaped body according to claim I and dependent claim 8, characterized in that the copper alloy also contains nickel .. 10. Shaped body according to claim I, characterized in that the network is made of stainless steel, 18 to 20% chromium, 6 to 10% nickel and contains 0.04 to 0.1% carbon. 17 .. Formkörper nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Netzwerk aus rostfreiem Stahl einen Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,1% aufweist und das an dere Netzwerk aus einer Kupferlegierung be steht, die mindestens 85/00' Kupfer und min destens ein Metall mit einem Atomgewicht zwischen 54 und 58,8 enthält und der Form körper eine Festigkeit von mindestens 5050 kg/em- und eine Mindestdehnung von 10,w, aufweist. 12. Verfahren gemäss Patentanspruch Il, dadurch gekennzeichnet, dass eine geschmol zene Kupferlegierung eingeseigert wird. 13. Shaped body according to claim I, characterized in that the network made of stainless steel has a carbon content of less than 0.1% and the other network is made of a copper alloy which is at least 85/00 'copper and at least one metal with an atomic weight contains between 54 and 58.8 and the molded body has a strength of at least 5050 kg / cm and a minimum elongation of 10, w. 12. The method according to claim II, characterized in that a molten copper alloy is segregated. 13th Verfahren gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass eine geschmol zene Silberlegierung eingeseigert wird. 14. Verfahren gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass eine geschmolzene Zinnlegierung eingeseigert wird. 15. Verfahren gemäss Patentanspurch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze einer pulverigen Mischung der Bestandteile einer Kupferlegierung eingeseigert wird. 16. Method according to claim II, characterized in that a molten silver alloy is segregated. 14. The method according to claim II, characterized in that a molten tin alloy is segregated. 15. The method according to patent claim II, characterized in that the melt of a powdery mixture of the constituents of a copper alloy is segregated. 16. Verfahren gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze einer pulverigen Mischung der Bestandteile einer Silberlegierung eingeseigert wird. 17. Verfahren gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelze einer pulverigen Mischung der Bestandteile einer Zinnlegierung eingeseigert wird. 18. Method according to claim II, characterized in that the melt is incorporated into a powdery mixture of the constituents of a silver alloy. 17. The method according to claim II, characterized in that the melt of a powdery mixture of the constituents of a tin alloy is segregated. 18th Verfahren gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, da.ss der einzusei- gernde Werkstoff vorher zu einem Form körper gepresst wird, der eine Aussenfläche besitzt, welche derjenigen des Oberflächen teils des porösen Presslings angepasst ist, durch -elchen die Einseigerung erfolgt. 19. Verfahren gemäss Patentanspruch II und Unteranspruch 18, dadurch gekennzeich net, dass der gepresste Formkörper aus dem einzuuseigernden Werkstoff gesintert wird. 20. Method according to patent claim II, characterized in that the material to be embedded is previously pressed into a molding which has an outer surface which is adapted to that of the surface part of the porous compact through which segregation takes place. 19. The method according to claim II and dependent claim 18, characterized in that the pressed molded body is sintered from the material to be incorporated. 20th Verfahren gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, da.ss der poröse Pressling aus rostfreiem Stahlpulver mit einer Kupferlegierung aus 90 bis<B>93%</B> Kup fer, 3 bis 5 % Eisen und 3 bis 5 % Mangan infiltriert wird. 21. Verfahren gemäss Patentanspurch II, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Pressling aus rostfreiem Stahlpulver mit. einer Legierung aus 85 bis 90 % Kupfer, 3 bis 5 % Nickel, 3 bis 5 % Eisen und 3 bis 5 % Mangan infiltriert wird. 22. Method according to patent claim II, characterized in that the porous compact made of stainless steel powder is infiltrated with a copper alloy made of 90 to 93% copper, 3 to 5% iron and 3 to 5% manganese. 21. The method according to patent claim II, characterized in that the porous compact made of stainless steel powder with. an alloy of 85 to 90% copper, 3 to 5% nickel, 3 to 5% iron and 3 to 5% manganese is infiltrated. 22nd Verfahren gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der poröse Pressling aus rostfreiem Stahlpulver vor dem Einseigern gesintert wird. 23. Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pulver von rostfreiem Stahl, dessen Korngrösse 250 bis 40 Mikron entspricht, unter einem Druck von 3000 bis 11000 kg/em= v erpresst und derart gesintert wird, dass seine Festigkeit unter) Beibehaltung zusammenhängender Poren ver grössert wird. Method according to claim II, characterized in that the porous compact made of stainless steel powder is sintered before it is incorporated. 23. The method according to claim 1I, characterized in that a powder of stainless steel, the grain size of which corresponds to 250 to 40 microns, is pressed under a pressure of 3000 to 11000 kg / em = v and sintered in such a way that its strength while maintaining coherent Pores is enlarged. 24. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass ein rostfreies Stahlpulver eines Korndurchmessers kleiner als 250 Mikron benutzt wird, wobei die Hälfte des Pulvers einen Korndurchmesser grösser als 70 Mikron und der Rest einen Korndurch messer grösser als 40 Mikron aufweist. 24. The method according to claim II, characterized in that a stainless steel powder with a grain diameter smaller than 250 microns is used, with half of the powder having a grain diameter greater than 70 microns and the remainder having a grain diameter greater than 40 microns.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5752401B2 (en) * 1978-12-13 1982-11-08

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