DD206564A1 - METHOD FOR PRODUCING SINSE ALLOYS ON IRON BASE - Google Patents
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Abstract
DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON SINTERLEGIERUNGEN AUF EISENBASIS MIT TITAN ALS LEGIERUNGSKOMPONENTE. DAS ZIEL DER ERFINDUNG IST EIN BILLIGERES VERFAHREN FUER DIE HERSTELLUNG VON SINTERLEGIERUNGEN AUF EISENBASIS MIT TITAN ALS LEGIERUNGSKOMPONENTE. DIE AUFGABE DER ERFINDUNG IST ES, SINTERLEGIERUNGEN AUF EISENBASIS MIT TITAN ALS LEGIERUNGSKOMPONENTE, DIE GUTE MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN AUFWEISEN, BEI GERINGEREN ANFORDERUNGEN AN DIE REINHEIT DER SCHUTZGASATMOSPHAERE BZW. AN DIE GUETE DES VAKUUMS HERZUSTELLEN. ERFINDUNGSGEMAESS WIRD DIE AUFGABE DADURCH GELOEST, DASS WENIGSTENS EIN TEIL DER TITANHALTIGEN PULVERZUSAETZE VOR DEM SINTERN IM VAKUUM BZW. IN EINER SCHUTZGASATMOSPHAERE HYDRIERT IST UND DIE AUFHEIZGESCHWINDIGKEIT IM BEREICH VON 10 BIS 200K/MIN LIEGT.The invention relates to a process for the production of iron-based sintered alloys with titanium as alloying component. THE OBJECTIVE OF THE INVENTION IS A CHEAP PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF IRON BASED SINTERED ALLOYS WITH TITANIUM AS ALLOYING COMPONENT. THE OBJECT OF THE INVENTION IS TO OBTAIN IRON-BASED SINTERED ALLOYS WITH TITANIUM AS ALLOY COMPONENTS, WHICH HAVE GOOD MECHANICAL PROPERTIES, WITH LESS REQUIREMENTS FOR THE PURITY OF THE PROTECTIVE GASATHOSPHAERE. TO CREATE THE GUETE OF THE VACUUM. BY THE PURPOSE OF THE INVENTION, IT IS ESTABLISHED THAT AT LEAST ONE OF THE TITANIUM POWDER SUPPLEMENTS BE PREPARED BEFORE SINTERING IN THE VACUUM OR IN THE VACUUM. HYDROGENATED IN A PROTECTIVE GASATHOSPHERE AND THE HEATING SPEED IS IN THE RANGE OF 10 TO 200K / MIN.
Description
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Verfahren zur Herstellung von Sinterlegierungen auf Eisenbasis Anwendungsgebiet der ErfindungProcess for producing iron-based sintered alloys Field of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Sinterlegierungen auf Eisenbasis mit Titan als Legierungskomponente·The invention relates to a process for the production of iron-based sintered alloys with titanium as alloying component.
Nach DD~WP 138 909 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Sinterlegierung auf Eisenbasis mit 1 bis 6 Masse-% Titan bekannt. Die Legierung hat bei erhöhter Korrosionsträgheit die mechanischen Eigenschaften eines Baustahls mittlerer Festigkeit. Sie wird hergestellt, indem in Wasserstoff reduziertes Eisenpulver und Titanpulver, deren Körnungen kleiner A0/um sind, vermischt, auf eine GrOndichte von 5,9 bis 6,8 g/cm verdichtet und bis zu 4 Stunden bei Temperaturen von 1150 bis 1350 C im Vakuum gesintert werden·According to DD ~ WP 138 909 a method for the production of an iron-based sintered alloy with 1 to 6 mass% of titanium is known. The alloy has the mechanical properties of a medium strength structural steel with increased corrosion inertia. It is prepared by mixing hydrogen reduced iron powder and titanium powder whose grain sizes are smaller than A0 / μm, compacting to a maximum density of 5.9 to 6.8 g / cm and up to 4 hours at temperatures of 1150 to 1350 ° C Vacuum sintered ·
Bei einem anderen Verfahren wird zur Herstellung von Karbidhartlegierungen mit Titankarbid als Legierungskomponente dem Eisenpulver eine titanreiche Eisen-Titan-Vorlegierung von etwa eutektischer Zusammensetzung gemeinsam mit Kohlenstoff zugesetzt und das Pulvergemisch ebenfalls im Vakuum oder in einer Schutzgasatmosphäre gesintert·In another method, a titanium-rich iron-titanium master alloy of approximately eutectic composition is added together with carbon to the iron powder for the production of carbide hard alloys with titanium carbide as alloying component and the powder mixture is also sintered in a vacuum or in a protective gas atmosphere.
Der Nachteil der bekannten Verfahren zur Herstellung von Sinterlegierungen auf Eisenbaals mit Titan als Legierungskomponente besteht vor allem darin, daß iih äußeret! reiner Schutz-The disadvantage of the known method for the production of sintered alloys on iron baels with titanium as the alloying component consists in the fact that iih außenet! pure protection
2Λ Γ Γ < ν/ J J2Λ Γ Γ <ν / J J
gen an die Güte des Vakuums bzw· an die Reinheit des Schutzgases erheblich reduziert werden· Der zusätzliche Aufwand für die Hydrierung der titanhaltigen Pulverzusätze ist demgegenüber gering.In contrast to the quality of the vacuum or to the purity of the protective gas, the additional expense for the hydrogenation of the titanium-containing powder additives is low.
Beim Sintern im Vakuum wurde außerdem gefunden, daß die Sintervorgänge aktiviert werden, d· h» die Sinterzeit kann verkürzt bzw. die Sintertemperatur verringert werden.In sintering in vacuum, it has also been found that the sintering processes are activated so that the sintering time can be shortened or the sintering temperature can be reduced.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß auch für weitere sauerstoffaffine Legierungszusätze, wie z· B. Chrom bei der Herstellung titanstabilisierter Chrom-Nickel-Sinterstähle, ein wirksamer Oxydationsschutz erreicht wird.A further advantage of the method is that effective oxidation protection is achieved even for other oxygen-containing alloying additives, such as, for example, chromium in the production of titanium-stabilized chromium-nickel sintered steels.
Die Erfindung wird auch beim Sinterschmieden wirksam· Der zusätzliche Oxydationsschutz sichert eine einfache Handhabung der Anwärmphase.»The invention is also effective in sinter forging · The additional oxidation protection ensures easy handling of the warm-up. »
Ausführungsbeispieleembodiments
a) Titanlegierter Sinterstahl mit 7,0 Masse-% Tia) Titanium-alloyed sintered steel with 7.0% by mass of Ti
Luftverdüstes unlegiertes Eisenpulver (Teilchengröße<0,16mm) und Titanhydridpulver (Teilchengröße < 0,04 mm) wurden im Trommelmischer 1 h trocken gemischt. Das Pulvergemisch wurde durch Pressen mit 600 MPa verdichtet und die Preßlinge In Argon (Taupunkt - 42 0C) bei 1330 0C 4 Stunden gesintert. Die Aufheizgeschwindigkeit auf Sintertemperatur betrug ca. 50 K min . Nach Abschrecken aus der Sinterhitze und nachfolgendem 2stündigem Aushärten bei 700 0C wiesen die Proben Zugfestigkeiten von 650 - 680 MPa und Bruchdehnung von 1,5 bis 2,0 % auf.Air-atomised unalloyed iron powder (particle size <0.16 mm) and titanium hydride powder (particle size <0.04 mm) were mixed dry in the drum mixer for 1 h. The powder mixture was compacted by pressing with 600 MPa and sintered the compacts in argon (dew point - 42 0 C) at 1330 0 C for 4 hours. The heating rate to sintering temperature was about 50 K min. After quenching from the heat of sintering and subsequent 2 hours of curing at 700 0 C, the samples had a tensile strength of 650 - 680 MPa and elongation at break of 1.5 to 2.0%.
b) Titanlegierter Sinterstahl mit 3,5 Masse-% Tib) Titanium alloyed sintered steel with 3.5% Ti by mass
Luftverdüstes unlegiertes Eisenpulver (Teilchengröße<0,16mm) und Titanpulver (Teilchengröße < 0,04 mm) wurden, wie unter a) beschrieben, gemischt und gepreßt. Die Proben wurden imAir-atomized unalloyed iron powder (particle size <0.16 mm) and titanium powder (particle size < 0.04 mm) were mixed and pressed as described under a). The samples were in the
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gasatmosphäre (Wasserstoff, Argon) oder im Hochvakuum gesintert werden muß, um die Oxydation der hochsauerstoffaffinen Legierungskomponente zu vermeiden· Selbst bei Einhaltung dieser Bedingungen kommt es noch durch den stets an das Eisenpulver gebundenen Sauerstoff zur Oxydation einer bestimmten Titanmenge. Die hohen Forderungen an die Reinheit der Schutzgase bzw. die Güte des Vakuums erhöhen die Herstellungskosten Ihre Nichtbeachtung führt zu verminderten mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes.Gas atmosphere (hydrogen, argon) or must be sintered in a high vacuum in order to avoid the oxidation of the high-oxygen alloy component · Even if these conditions are observed, it is still due to the oxygen always bound to the iron powder for the oxidation of a certain amount of titanium. The high demands on the purity of the protective gases or the quality of the vacuum increase the production costs. Their non-observance leads to reduced mechanical properties of the material.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung ist ein billigeres Verfahren für die Herstellung von Sinterlegierungen auf Eisenbasis mit Titan als Legierungskompnente.The object of the invention is a cheaper process for the production of iron-based sintered alloys with titanium as alloying component.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist es, Sinterlegierungen auf Eisen· basis mit Titan als Legierungskomponente, die gute mechanisch) Eigenschaften aufweisen, bei geringeren Anforderungen an die Reinheit der Schutzgasatmosphäre bzw. an die Güte des Vakuums herzustellen.The object of the invention is to produce iron-based sintered alloys with titanium as the alloying component, which have good mechanical properties, with lower demands on the purity of the protective gas atmosphere or on the quality of the vacuum.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigsteiAccording to the invention the object is achieved in that wenigstei
ein Teil der titanhaltigen Pulverzusätze vor dem Sintern ima part of the titanium-containing powder additives before sintering in
Vakuum bzw. in einer Schutzgasatmosphäre hydriert ist und dieVacuum or hydrogenated in a protective gas atmosphere and the
Aufheizgeschwindigkeit im Bereich von IO bis 200 K/min liegt.Heating rate in the range of IO to 200 K / min is.
Die titanhaltigen Pulverzusätze können von vorherein "hydriert sein (Titanhydrid, hydriertes Ferrotitanpulver) oder nach dem Mischen und Verdichten zum Preßling hydriert werden.The titanium-containing powder additives can be hydrogenated in advance (titanium hydride, hydrogenated ferrotitanium powder) or hydrogenated to the compact after mixing and compression.
Der während des Aufheizens und Sinterns beim Hydridzerfall freigesetzte Wasserstoff erzeugt innerhalb der Preßkörper eine interne reduzierende Atmosphäre, die die Oxidhäute auf den Matrixpulverteilchen reduziert. Dadurch können die Anforderun-Hydrogen released during heating and sintering during hydride decomposition produces an internal reducing atmosphere within the compacts which reduces the oxide skins on the matrix powder particles. As a result, the requirements
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Wasserstoff (Taupunkt - 50 C) 30 Minuten bei 600 0G vorgeglüht und anschließend in Argon (Taupunkt - 42 0C) mit 50 K min""1 bis auf Sintertemperatur (1330 0C) erwärmt. Die Sinterzeit betrug 4 Stunden. Nach Ofenabkühlung wurden Zugfestigkeiten von 400 — 410 MPa und Bruchdehnungen von 18 - 20 % an den Proben ermittelt.Hydrogen (dew point - 50 C) preheated for 30 minutes at 600 0 G and then in argon (dew point - 42 0 C) with 50 K min "" 1 heated to sintering temperature (1330 0 C). The sintering time was 4 hours. After oven cooling, tensile strengths of 400-410 MPa and elongations at break of 18-20 % were determined on the samples.
c) Titanlegierter Sinterstahl mit 3,5 Masse-% Titanhydridc) Titanium alloyed sintered steel with 3.5% by weight of titanium hydride
Der Preßling wurde wie unter a) beschrieben hergestellt, mit 50 K/min auf Sintertemperatur erwärmt und bei 1250 0CThe compact was prepared as described under a), heated at 50 K / min to sintering temperature and at 1250 0 C.
-2 in einem Vakuum von 5 · 10 Pa 4 Stunden gesintert. Nach Ofenabkühlung wurde eine Zugfestigkeit von 380 MPa, eine Bruchdehnung von 17,5 % und eine HB-Härte von 105 festgestellt.-2 sintered in a vacuum of 5 x 10 Pa for 4 hours. After oven cooling, a tensile strength of 380 MPa, an elongation at break of 17.5 % and an HB hardness of 105 were found.
Aus dem Beispiel wird deutlich, daß im Vakuum bereits bei einer Sintertomperatur von 12500C e: mechanischen Eigenschaften entsteht«From the example it becomes clear that in vacuum already at a sintering temperature of 1250 0 C e: mechanical properties are created «
einer Sintertomperatur von 12500C ein Werkstoff mit gutena sintering temperature of 1250 0 C a material with good
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD23551381A DD206564A1 (en) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | METHOD FOR PRODUCING SINSE ALLOYS ON IRON BASE |
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| DD23551381A DD206564A1 (en) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | METHOD FOR PRODUCING SINSE ALLOYS ON IRON BASE |
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| DD206564A1 true DD206564A1 (en) | 1984-02-01 |
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| DD23551381A DD206564A1 (en) | 1981-12-08 | 1981-12-08 | METHOD FOR PRODUCING SINSE ALLOYS ON IRON BASE |
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| DD (1) | DD206564A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104087772A (en) * | 2014-07-03 | 2014-10-08 | 昆明冶金研究院 | Powder metallurgy method for preparing high-density titanium and titanium alloy |
| CN111203531A (en) * | 2020-03-02 | 2020-05-29 | 北京理工大学 | Powder metallurgy normal-pressure multi-step sintering method of high-density Ti-Nb-Mo alloy |
-
1981
- 1981-12-08 DD DD23551381A patent/DD206564A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104087772A (en) * | 2014-07-03 | 2014-10-08 | 昆明冶金研究院 | Powder metallurgy method for preparing high-density titanium and titanium alloy |
| CN111203531A (en) * | 2020-03-02 | 2020-05-29 | 北京理工大学 | Powder metallurgy normal-pressure multi-step sintering method of high-density Ti-Nb-Mo alloy |
| CN111203531B (en) * | 2020-03-02 | 2020-09-25 | 北京理工大学 | Powder metallurgy normal-pressure multi-step sintering method of high-density Ti-Nb-Mo alloy |
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