Verfahren zur Herstellung von gesinterten Werkstoffen Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Lagern aus Aluminium und seinen Legierungen durch Pressen und Sintern der pulverförmigen Bestandteile bekannt, bei dem ein die Grundmasse bildendes Alu- miniumpulper mit solchen pulverförmigen inter- metallischen Verbindungen, die dem reinen Alumi nium bzw. einem aluminiumreichen Mischkristall als Phase im Zustandsschaubild benachbart sind, ge mischt wird. Diese Legierungen sollen durch Pres sen und Sintern hergestellt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Ver fahren zur Herstellung von gesinterten Werkstoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Gemisch aus Aluminiumpulver und in Aluminiumlegierungen auftretenden intermetallischen Verbindungen in der Wärme mindestens einer knetenden Verformung unterzogen wird, wobei ein Sintern eintritt.
Es hat sich gezeigt, dass man auf die angegebene Weise Werkstoffe und Werkstücke von besonders günstigen Gleiteigenschaften erhält. Beispielsweise wird hierbei das zu Bolzen vorgeformte Pulver gemisch auf der Strangpresse zu Stangen oder Rohren ausgepresst, die zu Lagerkörpern verarbeitet werden können. Man kann auch zylindrische Vorpresslinge im Gesenk zu Lagerkörpern schmieden. Ein der artig verformtes Material weist wesentlich bessere Festigkeitseigenschaften auf als ein nur durch ein faches Pressen und Sintern erhaltenes Sintermaterial.
Durch die besondere Herstellungsart erhält man einen Werkstoff mit günstigen Gleiteigenschaften, der eine bessere Schmiegsamkeit hat und unempfindlicher ist gegen Kantenpressung. Man kann auf diese Weise Gleitwerkstoffe erhalten, die intermetallische Verbin dungen in einer Aluminiumgrundmasse eingebettet enthalten und trotzdem in bezug auf Feinheit der Gefügeausbildung, Dichte und Porenfreiheit mit einem gekneteten, massiven Werkstoff zu vergleichen sind.
Als Einlagerungen in die Aluminiumgrundmasse kom men nicht nur solche intermetallische Verbindungen, die dem reinen Aluminium bzw. einem aluminium reichen Mischkristall als Phase im Zustandsschaubild benachbart sind, in Betracht, wie beispielsweise A13Fe, CuA12, sondern auch andere intermetallische Ver bindungen, wie z.
B. Fe3A1 und Cu3A1 sowie MgZn2 und Mg2Si. Bei dem erfindungsgemässen Herstel lungsverfahren ist es nicht erforderlich, solche inter- metallische Verbindungen als Zusätze zu wählen, die phasenbenachbart sind, da der Sintervorgang bei der Durchknetung so rasch erfolgen kann, dass eine unerwünschte Verschiebung der Zusammensetzung nicht eintritt.
Dies ist ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens, der bei einfachem Pressen und Sintern nicht erzielt werden kann und der in der Komponentenwahl für die Lagerlegierung eine grössere Freiheit gestattet.
Als Werkstoffe mit guten Gleiteigenschaften haben sich beispielsweise durch Strangpressen ver formte Pulvergemische aus 6 % A13Fe, Rest Alumi niumpulver bewährt. Das Aluminiumpulver kann hierbei auf verschiedene Weise hergestellt sein, bei spielsweise durch Zerstäuben oder durch Stampfen oder Mahlen.
Bei Verformung auf der Strangpresse hat sich ein mehrfaches Strangpressen unter bündelweiser Zu sammenfassung vorgepresster Stangen als vorteilhaft erwiesen.
Dem Pulvergemisch können ausser den inter- metallischen Verbindungen zur Erhöhung der Gleit- fähigkeit weiche, mit Aluminium keine Verbindung bildende und nicht oder nur gering in Aluminium lösliche Legierungsbestandteile zugesetzt werden, bei spielsweise Zinn, Blei. Die nach dem neuen Ver- fahren hergestellten Werkstoffe sind nicht nur für die Herstellung von Lagern, sondern auch für andere gleitende Maschinenteile geeignet, insbesondere auch für die Herstellung von Kolben. Gerade für Kolben hat es sich als besonders wichtig erwiesen, den Werk stoff mit einem höheren Verformungsgrad zu durch kneten.
Hierbei kann diese Durchknetung mehrere gleichartige oder verschiedene Operationen umfassen, beispielsweise ist ein mehrfaches Strangpressen mög lich oder auch eine Kombination von Strangpressen und Schmieden. Es ist hierbei auch möglich, ge knetetes Material in bereits weitgehend vorverform- tem Zustand trotz des dabei erlangten kleineren Durchmessers durch Bündeln und gemeinsame Ver formung auf den erforderlichen grösseren Durch messer zu bringen und zu Kolben zu schmieden.
Process for the production of sintered materials A process for the production of bearings from aluminum and its alloys by pressing and sintering the powdery constituents is already known, in which an aluminum pulper forming the basic mass with such powdery intermetallic compounds, which are the pure aluminum nium or an aluminum-rich mixed crystal are adjacent as the phase in the state diagram, ge is mixed. These alloys are to be produced by pressing and sintering.
The present invention relates to a method for the production of sintered materials, which is characterized in that a mixture of aluminum powder and intermetallic compounds occurring in aluminum alloys is subjected to at least one kneading deformation under heat, with sintering occurring.
It has been shown that materials and workpieces with particularly favorable sliding properties are obtained in the manner indicated. For example, the powder mixture, which has been preformed into bolts, is pressed on the extruder into rods or tubes that can be processed into bearing bodies. You can also die forge cylindrical pre-pressings to form bearing bodies. A material deformed in this way has significantly better strength properties than a sintered material obtained only by simple pressing and sintering.
The special production method results in a material with favorable sliding properties, which is more flexible and less sensitive to edge pressure. In this way, sliding materials can be obtained that contain intermetallic compounds embedded in an aluminum matrix and yet can be compared with a kneaded, solid material with regard to the fineness of the structure, density and freedom from pores.
Inclusions in the aluminum base are not only those intermetallic compounds that are adjacent to pure aluminum or an aluminum-rich mixed crystal as a phase in the state diagram, such as A13Fe, CuA12, but also other intermetallic compounds, such as.
B. Fe3A1 and Cu3A1 as well as MgZn2 and Mg2Si. In the production process according to the invention, it is not necessary to choose those intermetallic compounds as additives which are phase adjacent, since the sintering process during kneading can take place so quickly that an undesired shift in the composition does not occur.
This is a particular advantage of the method according to the invention, which cannot be achieved with simple pressing and sintering and which allows greater freedom in the choice of components for the bearing alloy.
Powder mixtures of 6% A13Fe, the remainder aluminum powder, which have been formed by extrusion, have proven suitable as materials with good sliding properties. The aluminum powder can be produced in various ways, for example by atomization or by pounding or grinding.
In the case of deformation on the extrusion press, multiple extrusion with bundles of pre-pressed rods has proven advantageous.
In addition to the intermetallic compounds, soft alloy components which do not form a compound with aluminum and are only slightly soluble in aluminum, for example tin, lead, can be added to the powder mixture to increase the lubricity. The materials produced according to the new process are not only suitable for the production of bearings, but also for other sliding machine parts, in particular also for the production of pistons. For pistons in particular, it has proven to be particularly important to knead the material with a higher degree of deformation.
This kneading can include several similar or different operations, for example multiple extrusion is possible, please include or a combination of extrusion and forging. It is also possible here to bring kneaded material in an already largely pre-deformed state to the required larger diameter by bundling and joint deformation despite the smaller diameter achieved and to forge it into pistons.