DE1082416B

DE1082416B - Verfahren zur Herstellung eines dichten Formkoerpers aus Sinterbronze mit hoher Masshaltigkeit

Info

Publication number: DE1082416B
Application number: DES47380A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ulrich Baumann; Dr Techn Habil Horst Schreiner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-02-07
Filing date: 1956-02-07
Publication date: 1960-05-25

Description

Verfahren zur Herstellung eines dichten Formkörpers aus Sinterbronze mit hoher Maßhaltigkeit Zur Herstellung von dichten Sinterbronzen müssen entweder verhältnismäßig lange Sinterzeiten oder verhältnismäßig hohe Temperaturen angewendet werden. Bei entsprechend hohen Temperaturen, insbesondere oberhalb 850° C, treten merkliche Aufblähungen der Sinterteile auf, so daß für die Kalibrierung dieser Werkstücke im allgemeinen die für die Verpressung verwendeten Preßwerkzeuge nicht mehr brauchbar sind. Besonders auffällig und störend sind diese Aufblähungen, wenn man von Gemischen aus Cu- und Sn-Pulver ausgeht.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines dichten Formkörpers aus Sinterbronze mit hoher Maßhaltigkeit, bei dem die vorgenannten Nachteile nicht auftreten. Der Formkörper wird gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellt aus einem Bronzelegierungspulver mit niedrigerem Zinngehalt, als das Endprodukt haben soll, und reinem Zinn oder zinnhaltigem Legierungspulver, dessen Anteil so bemessen ist, daß der gesamte Zinngehalt der gewünschten Zusammensetzung der Sinterbronze entspricht. Besonders günstig ist ein Anteil von Zinnpulver von 0,5 bis 50/a oder von zinnhaltigem Legierungspulver von 1 bis 20°/o. Im hier gemeinten Sinne wird unter zinnhaltigem Legierungspulver ein Legierungspulver mit überwiegendem Zinngehalt, mindestens jedoch mit dem doppelten Zinngehalt des Bronzelegierungspulvers, verstanden. Hierfür empfiehlt sich besonders die Verwendung von Sn-Zn-, Sn-Pb-, Sn-Pb-Zn-Pulver sowie die Verwendung entsprechender Legierungen mit niedrigem Kupfergehalt. Im übrigen wird der Zinngehalt des Bronzelegierungspulvers und der Anteil des Zinnpulvers bzw. der Zinngehalt des zinnhaltigen Legierungspulvers so gewählt, daß der Gesamtanteil an Zinn der gewünschten Zusammensetzung der Sinterbronze entspricht.
Die Erfindung macht von den Vorteilen Gebrauch, die sich beim Sintern mit flüssiger Phase, ohne daß ein Aufblähen der Sinterkörper eintritt, ergeben. Um dies zu erreichen, empfiehlt es sich, ein Sinterbronzelegierungspulver mit einem Zinngehalt von etwa 5 bis 10% und einer mittleren Korngröße von etwa 80 bis 100 #t und das beigemischte Zinnpulver bzw. zinnhaltige Legierungspulver mit einer mittleren Korngröße unter 50 [. zu verwenden. Beim Sintern des aus diesem innig gemischten Pulver hergestellten Preßkörpers tritt eine flüssige Phase auf, durch welche die Diffusionsvorgänge erheblich beschleunigt werden, so daß schon bei verhältnismäßig tiefen Sintertemperaturen dichte Sinterkörper entstehen, ohne daß ein Aufblähen des Sinterkörpers eintritt. Hieraus ergibt sich der herstellungstechnisch bedeutsame Vorteil, daß diese Sinterteile mit dem gleichen Preßwerkzeug kalibriert werden können, mit dem das Pulvergemisch verpreßt worden ist.
Das Herstellungsverfahren für die Sinterbronze nach der Erfindung wird an den folgenden Beispielen aufgezeigt: 1. Beispiel Ein Cu-Sn-Legierungspulver mit einem 9%igen Zinngehalt und einer mittleren Korngröße von 90#t wird mit einem Anteil von 1% Zinnpulver mit einer mittleren Korngröße von 4011 zusammen mit einem preßerleichternden Zusatz von 0,2% innig vermischt und mit einem Druck von 6 t/em2 verpreßt. Nach der anschließenden 3stündigen Sinterung bei 820° C in Wasserstoff-Atmosphäre kann der Sinterkörper in der vorher benutzten Preßform kalibriert werden. Der so hergestellte Sinterkörper weist eine Zugfestigkeit von 25,6 kg/mm2 auf und übertrifft die Zugfestigkeit eines entsprechenden, nur aus Bronzelegierungspulver hergestellten Sinterkörpers. Die Bruchdehnung - das ist die nach dem Bruch gemessene bleibende Dehnng in % der ursprünglichen Meßlänge - liegt bei 1%. Bei sechsstündiger Sinterung bei 820° C erreicht man mit der gleichen Zusammensetzung des Ausgangspulvers eine Zugfestigkeit von 26 bis 29 kg/mm2 bei einer Bruchdehnung von 2 bis 5 0/0. Wird auf eine hohe Dehnung Wert gelegt, so wird der kalibrierte Sinterkörper einer Nachsinterung bei 820° C während einer Stunde in Wasserstoff-Atmosphäre unterworfen. Man erreicht dann eine Zugfestigkeit von 29 kg/mm2 und eine Steigerung der Bruchdehnung auf 22 bis 250/e.
z. Beispiel Ein Bronzepulver mit 9% Zinngehalt und einet mittleren Kongröße von 90 [, wird mit 4% eines Sn-Zn-(60/40)-Legierungspulvers der mittleren Korngröße von 50 I, und 0,2% Stearinsäureester innig vermischt und die Mischung mit 6 t/em2 verpreßt. Während der Sinterung bei 820°C während einer Stunde in Wasserstoff tritt kein Volumenwachstum auf, so daß die Sinterkörper in der Preßform kalibriert werden können. Die Zugfestigkeit des kalibrierten Sinterkörpers liegt bei 26 kg/mm2, die Bruchdehnung beträgt 111/o. Durch Nachsintern bei 820'C während einer Stunde in Wasserstoff wird die Bruchdehnung auf 15 bis 20% erhöht.
Die oben angegebenen Sintertemperaturen sind Mittelwerte der Temperatur des Sinterkörpers über die ganze Sinterzeit.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung eines dichten Formkörpers aus Sinterbronze mit hoher Maßhaltigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Gemisch aus einem Bronzelegierungspulver mit niedrigerem Zinngehalt, als das Endprodukt haben soll, und reinem Zinnpulver oder zinnhaltigem Legierungspulver, dessen Anteil so bemessen ist, daß der gesamte Zinngehalt der gewünschten Zusammensetzung der Zinnbronze entspricht, hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Zinnpulvers auf 0,5% bis 511/o oder des zinnhaltigen Legierungspulvers auf 1% bis 20°/o bemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Korngröße des Bronzelegierungspulvers auf eine mittlere Korngröße von 90 [. und das Zinn- bzw. Sn-Legierungspulver auf eine mittlere Korngröße von 40 bis 50#t bemessen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als zinnhaltiges Legierungspulver Zinn-Zink-,. Zinn-Blei-, Zinn-Zink-Bleipulver oder Zinnbronzepulver mit überwiegendem Zinngehalt, mindestens jedoch reit dem doppelten Zinngehalt des Bronzelegierungspulvers, verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverkomponenten mit einem preßerleichternden Zusatz innig gemischt, kalt gepreßt, gesintert und nachgepreßt (kalibriert) werden und daß die Kalibrierung vorzugsweise mit dem Preßwerkzeug erfolgt, das zum vorangegangenen Verpressen verwendet worden ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Preßdruck von etwa 6 t/cm2 und während einer etwa 3stündigen Sinterung in Wasserstoff-Atmosphäre eine Temperatur von etwa 820° C angewendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterkörper einer Nachsinterung unterworfen wird. $. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachsinterung während etwa 1 Stunde bei einer Temperatur von etwa 820° C in Wasserstoff-Atmosphäre durchgeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 712 702.