DD161237B1

DD161237B1 - Verfahren zum sintern von gepressten pulvern

Info

Publication number: DD161237B1
Application number: DD20838178A
Authority: DD
Inventors: Waldemar Hermel; Gert Leitner
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1978-10-11
Filing date: 1978-10-11
Publication date: 1988-09-07
Also published as: DD161237A1

Description

(D

ΔΤ	<t_G	0,9T_sint	• >100	°C/s
At	t_A	500⁰C
ΔΤ_ AX	-t_A)>

(II)

erfüllt, unterzogen werden. Dabei sind als mittlere Aufheizgeschwindigkeit, T_sint als Sintertemperatur, t_G als Gesamtzeit der

thermischen Einwirkung, t_A als Aufheiz- und t_sint als Sinterzeit definiert. Zwischen t_G, t_A und t_Sj„t besteht die Beziehung

tsint = t_G - t_A (IM)

Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß, hervorgerufen durch thermische Spannungen, Mikro- und Makrostörungen im Gefüge der Körper auftreten. Von Nachteil ist weiterhin, daß durch zu schnelles Durchlaufen kritischer Temperaturbereiche Homogenisierungsreaktionen nur unvollständig ablaufen, wodurch die Endeigenschaften der Sinter- und Verbundkörper verschlechtert werden. Darüber hinaus können auch Beeinträchtigungen in der Verfahrensführung auftreten, da gas- bzw. dampfförmige Reaktionsprodukte nicht schnell genug abgeführt werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, dieWärmebehandlungszeit zu verkürzen, den Energieaufwand zu reduzieren, Mikro- und Makrostörungen im Gefüge zu vermeiden, den Ablauf der Homogenisierungsreaktionen zu verbessern und Beeinträchtigungen in der Verfahrensführung zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem die Aufheizgeschwindigkeit erhöht, das Auftreten thermischer Spannungen und ein zu schnelles Durchlaufen kritischer Temperaturbereiche vermieden und gas- bzw. dampfförmige Reaktionsprodukte in ausreichender Menge gebildet und schnell abgeführt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Formkörper, aus denen verwendete Preßhilfsmittel entfernt sind, im Vakuum, in einer inerten oder reduzierenden Atmosphäre mit einer Geschwindigkeit von 50 bis 10000 K/min bis unterhalb der Sintertemperatur T₅ vorgewärmt werden. Auf dieser Temperatur werden sie maximal 10 min, vorzugsweise 0,1 bis 5 min, gehalten und danach mit einer Geschwindigkeit von 50 bis 10000K/min, vorzugsweise 100 bis 5000 K/min, auf die für das Werkstoffsystem übliche Sintertemperatur erwärmt. Auf dieser Temperatur werden die Formkörper maximal für die Dauer der für das Werkstoffsystem üblichen Sinterzeit t_e gehalten und abschließend in der herrschenden Atmosphäre abgekühlt.

Als reduzierende Atmosphäre wird vorzugsweise Wasserstoff verwendet. Beim Festphasensintern werden die Formkörper bis unterhalb von T₅, vorzugsweise auf 0,7 bis 0,8T₅ und beim Flüssigphasensintern bis unterhalb der Temperatur, bei der sich eine flüssige Phase bildet, vorzugsweise 50 K darunter vorgewärmt.

Das Halten auf einer Temperatur unterhalb von T, erfolgt vorzugsweise für die Dauer von 0,51₈ bis t,. Zwischen dem Halten unterhalb der Sintertemperatur und dem Erwärmen auf die übliche Sintertemperatur kann, wie bereits bekannt, vorzugsweise in einer Schutzgasatmosphäre, zwischengekühlt werden. Die Eigenschaften der Formkörper werden dadurch nachteilig beeinflußt.

Die durch das Vorwärmen erreichten Eigenschaftsänderungen der Formkörper sind nicht reversibel.

Außerdem ist es, ebenfalls wie bereits bekannt, möglich, daß zwischen dem Halten auf Sintertemperatur und dem Abkühlen auf Raumtemperatur weitere Arbeitsschritte ausgeführt werden.

Ausführungsbeispiel Beispiel 1:

Ein durch Pulverwalzen aus verdüstern Eisenpulver (DV < 0,16 mm) hergestelltes Band wird unter Wasserstoff durch Strahlungserwärmung in 15s auf 1000⁰C erwärmt und 5s auf dieser Temperatur gehalten. Dann wird das inzwischen auf 700⁰C abgekühlte Band durch Induktionserwärmung in 5 s auf die Sintertemperatur von 1300⁰C erwärmt und 1s auf dieser Temperatur gehalten. Danach wird das Band auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Gesamtzeit der Wärmebehandlung beträgt etwa 45s. Das Band weist eine Sinterdichte von 91 % der theoretischen Dichte und eine Festigkeit von Ob = 90 MNm^-2 auf. Beispiel 2:

Ein Formkörper aus Wolframkarbid mit 6Gew.-% Kobalt der Abmessung 15 χ 15 χ 5mm³ und einer Dichte von 60% der theoretischen Dichte, aus dem das Preßhilfsmittel entfernt ist, wird unter Wasserstoff durch Strahlungserwärmung in 5 min auf 1200³C erwärmt und 2 min auf dieser Temperatur gehalten. Dann wird der inzwischen auf 1050°C abgekühlte Formkörper induktiv in 1 min auf 145O⁰C erwärmt und 20min gehalten. Danach wird er auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Gesamtzeit der Wärmebehandlung beträgt 30min gegenüber 60 bis 80 Minuten bei konventioneller Sinterbehandlung. Die erzielten Eigenschaften zeigen folgende Werte

	konventionelles	erfindungsgem
	Sintern	Sintern
Relative Dichte [%]	99,5	99,6
Rockwell-A-Härte	90,3	90,1
Biegebruchfestigkeit [MNm"²]	1000	1120

Claims

1. Verfahren zum Sintern von gepreßten Pulvern, aus denen verwendete Preßhilfsmittel entfernt sind, in Vakuum, in einer inerten oder reduzierenden Atmosphäre bei einer für das Werkstoffsystem üblichen Sintertemperatur T_s und maximal für die für das Werkstoffsystem üblichen Sinterdauer t_s, gekennzeichnet dadurch, daß die Preßlinge mit einer Geschwindigkeit von 50 bis 10000K/min bis unterhalb der Sintertemperatur erwärmt und maximal 10 min auf dieser Vorwärmtemperatur gehalten und danach mit einer Geschwindigkeit von 50 bis 10000 K/min auf die Sintertemperatur erwärmt werden.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Formkörper beim Festphasensintern auf 0,7 bis 0,8T_s vorgewärmt werden.

3. Verfahren nach Punkt ^gekennzeichnet dadurch, daß die Formkörper beim Flüssigphasensintern bis unterhalb der Temperatur, bei der sich eine flüssige Phase bildet, vorzugsweise 50 K darunter vorgewärmt werden.

4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Preßlinge 0,1 bis 5min auf Vorwärmtemperatur gehalten werden.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Pulvermetallurgie. Ihre Anwendung ist für die Herstellung von Sinter- und Verbundkörpern aus elektrisch und thermisch hinreichend leitfähigen Pulvern möglich und zweckmäßig.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, zu Formkörpern gepreßte Pulver, aus denen verwendete Preßhilfsmittel entfernt wurden, durch Strahlungserwärmung zu sintern (W. Schaft; Pulvermetallurgie, Sinter- und Verbundwerkstoffe, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1978). Nachteilig ist dabei, daß, auf Grund der geringen Aufheizgeschwindigkeiten, lange Wärmebehandlungszeiten im Bereich von 20min bis zu einigen Stunden und großer Energieaufwand erforderlich sind. Weiterhin ist ein Verfahren bekannt (DD-PS 109815), bei dem die zu sinternden Körper einer Wärmebehandlung, die über den gesamten Querschnitt des von der Heizzone erfaßten Teils der Sinter- oder Verbundkörper die Bedingungen