DE1088522B

DE1088522B - Process for the production of iron-based sintered bodies with additions of lead and carbon

Info

Publication number: DE1088522B
Application number: DEK16065A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Max Koehler; Dipl-Ing Heinrich Spodig
Original assignee: MAX KOEHLER DR ING
Current assignee: MAX KOEHLER DR ING
Priority date: 1952-11-06
Filing date: 1952-11-06
Publication date: 1960-09-08

Description

Verfahren zur Herstellung von Sinterkörpern auf Eisenbasis mit Zusätzen an Blei und Kohlenstoff Es ist in der Pulvermetallurgie bekannt, Sinterkörper aus einem Gemisch von Eisen, Blei und Graphitpulver durch Pressen, nachfolgendes Sintern und weiteren Behandlungen-herzustellen. Man erhält auf diese Weise einen gesinterten Blei.stalil mit einem im Vergleich zu anderen Stählen hohen, auf die katalytische Wirkung des Bleis zurückzuführenden Kohlenstoffgehalt.Process for the production of iron-based sintered bodies with additives of lead and carbon It is known in powder metallurgy to make sintered bodies a mixture of iron, lead and graphite powder by pressing, subsequent sintering and other treatments. In this way a sintered one is obtained Blei.stalil with a high compared to other steels, on the catalytic Effect of lead due to carbon content.

Bei einer in einem Kasten durchgeführten Sinterung von Rohlingen mit einem hohen Bleigehalt und solchen ohne Bleigehalt, die lediglich aus gepreßtem Eisen-und Graphitpulver bzw. nur aus Eisenpulver bestanden, wurde die Beobachtung gemacht, daß der sich bereits bei der Sintertemperatur bildende Bleidampf eine Bleianreicherung bei den Rohlingen ohne Bleigehalt bewirkt. Es findet also ein Bleiaustausch unter den Rohlingen während des Sinterns durch Diffusion statt. Außer der Bleianreicherung zeigte sich eine Anreicherung auch bei den nur aus Eisen bestehenden Rohlingen an Kohlenstoff, ebenfalls durch Diffusion. Der Diffusionsvorgang erfolgte verhältnismäßig schnell, so daß auch auf eine diffusionsfördernde Eigenschaft des Bleis geschlossen werden konnte.When blanks are sintered in a box with a high lead content and those without lead, which are only made from pressed The observation was made of iron and graphite powder or only of iron powder made that the lead vapor already forming at the sintering temperature leads to an enrichment of lead in the case of the blanks without lead content. So there is a lead exchange under the blanks take place during sintering by diffusion. Except for lead enrichment Enrichment was also found in the iron-only blanks Carbon, also by diffusion. The diffusion process took place proportionally quickly, so that a diffusion-promoting property of lead is also concluded could be.

Diese Beobachtungen sind zum Anlaß genommen worden, ein neues Sinterverfahren zur Herstellung vorx Pb-C-Stahl bzw. von Stählen auf der Pb-C-Basis mit Zusätzen von weiteren Schwer- und Leichtmetallen bzw. Metalloiden, wie Arsen oder Antimon, zu entwickeln. Das neue Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Sinterkörpern aus Eisen, Kohlenstoff und Blei ist dadurch gekennzeichnet, daß Eisenpulver bzw. Eisenpulver und Graphit zu Rohlingen gepreßt und Bleidampf mit Kohlenstoff oder Bleidampf allein während der Sinterung aus einer Bleipulver und Graphit enthaltenden Einbettmasse bzw. einer bleihaltigen Atmosphäre in die Rohlinge eingebracht wird.These observations have been used as an opportunity to develop a new sintering process for the production of Pb-C steel or steels based on Pb-C with additives of other heavy and light metals or metalloids, such as arsenic or antimony, to develop. The new process for the powder-metallurgical production of sintered bodies made of iron, carbon and lead is characterized by the fact that iron powder or Iron powder and graphite pressed into blanks and lead vapor with carbon or Lead vapor alone during sintering from a lead powder and graphite containing Investment material or a lead-containing atmosphere is introduced into the blanks.

Die bleihaltige Sinteratmosphäre ermöglicht also grundsätzlich einem nur aus Eisen bzw. einem aus Eisen und anderen Komponenten gepreßten Rohling weitere Komponenten während der Sinterung von außen her zuzuführen.The lead-containing sintering atmosphere basically enables one only made of iron or a blank pressed from iron and other components To supply components from the outside during sintering.

Es sind z. B. aus Eisenpulver gepreßte Rohlinge, die mit Blei und Kohlenstoff legiert werden sollten, in einen Kasten eingesetzt worden, der die Legierungsstoffe Blei und Graphit als Einbettpulver enthielt. Die Menge des Einbettpulvers war so bemessen, daß der Sinterling 3 bis 6% Blei und 0,4 bis 1,71/o Kohlenstoff enthielt. Bei der Sinterung erfolgte ein gleichmäßiges Einwandern und Verteilen des Bleis und des Kohlenstoffs aus dem Einbettpulver in die Rohlinge.There are z. B. pressed from iron powder blanks with lead and Carbon should be alloyed, put in a box containing the alloy materials Contained lead and graphite as an embedding powder. The amount of the embedding powder was like this measured that the sintered compact contained 3 to 6% lead and 0.4 to 1.71 / o carbon. During sintering, the lead migrated and distributed evenly and the carbon from the embedding powder into the blanks.

Bei einem weiteren Versuch zeigte sich, daß auch aus Eisen und Graphit gepreßte Rohlinge, die im Kasten auf einen Rost gestellt und im Bleipulver eingebettet waren, gleich gut legiert werden konnten. In der dampfförmigen Phase diffundierte das Blei gleichmäßig in die Rohlinge.Another experiment showed that iron and graphite were also used Pressed blanks that are placed on a grid in the box and embedded in lead powder could be alloyed equally well. Diffused in the vapor phase the lead evenly into the blanks.

Auch bei bleilegierten Sinterstählen, die noch Zusätze von weiteren Schwermetallen und Aluminium oder Metalloiden wie Arsen, Antimon enthalten sollen, kann ebenfalls das erfindungsgemäße Verfahren angewendet werden. Die Zusätze von Schwer- und Leichtmetallen oder Metalloiden können auf zweierlei Wegen gemacht werden. Man kann die Stoffe der Preßmasse zusetzen oder die Stoffe dem als Einbettpulver dienenden Blei zugeben. In beiden Fällen bewirkt die aus dem eingesetzten Bleipulver entstehende bleihaltige Sinteratmosphäre eine Diffusion, und zwar eine betont beschleunigte, der sowohl in der Preßmasse als auch in der Einbettmasse enthaltenen Legierungsstoffe in den Rohling.Even with lead-alloyed sintered steels, the additions of further Should contain heavy metals and aluminum or metalloids such as arsenic, antimony, the method according to the invention can also be used. The additions of Heavy and light metals or metalloids can be made in two ways. You can add the substances to the molding compound or the substances as an embedding powder add serving lead. In both cases this is effected from the lead powder used resulting lead-containing sintering atmosphere causes a diffusion, namely a markedly accelerated, the alloying substances contained both in the molding compound and in the investment compound into the blank.

Es sind beispielsweise Fe-C-Pb-Rohlinge in Aluminiumpulver eingebettet worden. Die Rohlinge wurden auf einen Rost gestellt, so daß das Aluminium bei Erreichen der Schmelztemperatur in den vom Rost abgedeckten Raum des Kastens abfließen konnte. Die am Rohling infolge seiner Porosität haftengebliebenen Aluminiumteile wurden schließlich durch die bei der Sintertemperatur vorhandene Bleiatmosphäre in den Rohling diffundiert. Der auf diese Weise hergestellte Sinterkörper zeichnet sich durch besondere Verschleiß-und Korrosionsfestigkeit aus. Beim Einsetzen von Arsen und/oder Antimon erfolgt das Legieren ebenso wie bei den anderen beschriebenen Komponenten durch Diffusion. Der Sinterkörper mit diesen Legierungsbestandteilen zeichnet sich durch erhöhte Laufeigenschaften aus. Sie bestehen darin, daß bei hoher Lagertemperatur und Versagen der Schmierung ein flüssiger Metallfilm das Festfressen des Lagerteiles verhindert.For example, Fe-C-Pb blanks are embedded in aluminum powder been. The blanks were placed on a grate so that the aluminum when reached the melting temperature could flow into the space of the box covered by the grate. The aluminum parts stuck to the blank due to its porosity were finally by the lead atmosphere present at the sintering temperature in the Blank diffuses. The sintered body produced in this way stands out characterized by special wear and corrosion resistance. When inserting of arsenic and / or antimony is alloyed in the same way as with the others described Components by diffusion. The sintered body with these alloy components is characterized by increased running properties. They consist in that at high Storage temperature and failure of lubrication a liquid metal film the seizure of the bearing part prevented.

Bei Versuchen mit Chrom, das als Einbettpulver eingesetzt wurde, zeigte sich starke Karbidbildung, die die Festigkeit des Sinterlings bedeutend verbesserte.In tests with chromium, which was used as an embedding powder, showed strong carbide formation occurred, which significantly improved the strength of the sintered compact.

Es ist für einen gleichmäßigen Sinterablauf notwendig, daß der vorhandene Sauerstoff entfernt wird. Zweckmäßig erfolgt das dadurch, daß der Einbettmasse außerdem noch ein sauerstoffbindender Stoff wie Magnesiumpulver beigegeben wird.It is necessary for an even sintering process that the existing Oxygen is removed. This is expediently done in that the investment material is also used an oxygen-binding substance such as magnesium powder is added.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die Stoffzusammensetzung der Sinterkörper nicht schon bei der Fertigung des Rohlings endgültig zu sein braucht. Je nach Bedarfsfall kann der vorgefertigte Rohling seine endgültige physikalische und mechanische Eigenschaft bei der Sinterung durch Zugabe der Legierungskomponente gemäß der Erfindung über das Einbettpulver erhalten. Das ermöglicht eine serienmäßige Vorfertigung von Rohlingen und gleichzeitig eine vereinfachte Lagerung.The inventive method has the advantage that the composition of matter the sintered body does not need to be final during the manufacture of the blank. Depending on the need, the prefabricated blank can have its final physical and mechanical property upon sintering by adding the alloy component obtained according to the invention via the embedding powder. This enables a standard Prefabrication of blanks and at the same time simplified storage.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for powder metallurgical production of sintered bodies made of iron, carbon and lead, characterized in that iron powder or iron powder and graphite pressed into blanks and lead vapor with carbon or lead vapor alone during sintering from one containing lead powder and graphite Investment material or a lead-containing atmosphere is introduced into the blanks.

2. Modification of the method according to claim 1 for the production of sintered bodies Iron, lead and carbon, but there are other additives such as chromium or aluminum contain, characterized in that blanks made of iron, lead and graphite are pressed and sintered embedded in chrome or aluminum powder.

3. Procedure according to Claim 1 or 2, characterized in that the investment also has a oxygen-binding substance such as magnesium is added. Considered publications: Austrian Patent No. 162 896; K i e f e r and H o t o p, S intereisen and S interstahl, 1948, pp. 421, 422, 483, 528.