DE1124064B

DE1124064B - Process for the production of powder metal pellets from stainless steel powder

Info

Publication number: DE1124064B
Application number: DEB38020A
Authority: DE
Original assignee: Birmingham Small Arms Co Ltd
Current assignee: Birmingham Small Arms Co Ltd
Priority date: 1954-11-30
Filing date: 1955-11-24
Publication date: 1962-02-22

Description

Verfahren zur Herstellung von Pulvermetall-Preßlingen aus nichtrostendem Stahlpulver Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Pulvermetall-Preßlingen und befaßt sich im besonderen mit der Herstellung solcher Preßlinge aus nichtrostendem Stahlpulver.Process for the production of powder metal compacts from stainless Steel Powder The invention relates to the manufacture of powder metal compacts and is concerned in particular with the manufacture of such stainless steel compacts Steel powder.

Bei der Herstellung von Pulvermetall-Preßlingen werden allgemein zwei Verfahrensstufen angewendet, welche aus Zusammenpressen und Sintern bestehen, wobei eine Mischung von Metallpulvern zusammen mit geeigneten Schmiermitteln in einer Form oder Matrize zur Bildung eines grünen Preßlings gepreßt wird, welcher dann bei einer geeigneten Temperatur gesintert wird, um die vollen Eigenschaften des Materials zu entwickeln.In the manufacture of powder metal compacts, two are generally used Process steps applied, which consist of pressing and sintering, wherein a mixture of metal powders together with suitable lubricants in one Mold or die is pressed to form a green compact, which then sintering at a suitable temperature in order to achieve the full properties of the Materials to develop.

Vor dem Sintern ist jedoch eine gewisse Hantierung (mittels Maschinen oder mit Hand) des grünen Preßlings notwendig, und weil nichtrostendes Stahlpulver dazu neigt, Preßlinge von brüchiger Art zu liefern, besteht die Gefahr, daß Kanten und Ecken ernsthaft beschädigt werden. überdies ist nichtrostendes Stahlpulver außerordentlich schwierig zusammenzupressen und erfordert die Anwendung von sehr hohen Preßdrücken, was übermäßige Matrizenabnutzung verursacht.Before sintering, however, a certain amount of handling (using machines or by hand) of the green compact, and because it is stainless steel powder tends to deliver compacts of a brittle type, there is a risk of edges and corners will be seriously damaged. In addition, stainless steel powder is exceptional difficult to compress and requires the use of very high compression pressures, causing excessive die wear.

Diese Nachteile werden durch die Erfindung überwunden.These disadvantages are overcome by the invention.

Das neue Verfahren zur Herstellung von Pulvermetall-Preßlingen aus nichtrostendem Stahlpulver von vergrößerter Festigkeit und Dichte vor dem Sintern unter Zusatz von feinerem Pulver und Schmiermittel ist gekennzeichnet durch den Zusatz von 5 bis 3011/o feinem Nickelpulver zusammen mit einem Schmiermittel aus 1% Hartparaffin und von 0,3 bis 0,711/o Caleiumstearat. Dabei ist die Teilchengröße des feinen Nickelpulvers vorzugsweise kleiner als 53 Mikron.The new process for the production of powder metal compacts from stainless steel powder of increased strength and density before sintering with the addition of finer powder and lubricant is characterized by the addition of 5 to 3011 / o fine nickel powder together with a lubricant of 1% hard paraffin and of 0.3 to 0.711 / o calium stearate. At this time, the particle size of the nickel fine powder is preferably smaller than 53 microns.

Es ist zwar bekannt, gepulverten Metallen beim Pressen Schmierrnittel zuzusetzen, um die Preßeigenschaften zu verbessern. Ferner hat man schon zerkleinerte Eisen-Nickel-Aluminium-Kobalt-Magnetlegierungen unter Beimischung eines plastischen Bindemittels verpreßt. Ferner hat man bei einem Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten dem zerkleinerten, bestimmten Gußwerkstoff ein aus mehreren in Pulverform vorliegenden Metallen gebildetes Gemenge beigemischt. Der Anteil an Pulvergemenge soll bei Verwendung von spröden Ausgangswerkstoffen größer sein als bei weniger spröden. Die Anwendung ist jedoch ausschließlich auf Dauermagnete bezogen. Bei diesen Werkstoffen treten infolge der Sprödigkeit ganz spezielle Probleme auf. Hierbei werden insbesondere magnetische Gütewerte wie Koerzitivkraft berücksichtigt. Ferner war es bekannt, feinere Pulver zu gröberen zuzusetzen. Jedoch befaßt sich keine ältere Literatur mit Pulvermetall-Preßlingen aus nichtrostendem Stahlpulver. Hierbei ergeben sich auf Grund der spröden Preßlinge, die durch dieses besondere Metallpulver erzeugt werden, besondere Probleme, welche nur aus dem Stand der Technik heraus nicht zu lösen sind. Die Lösung brachte erst die Erfindung durch die Zugabe einer bestimmten Menge von feinem Nickelpulver in Verbindung mit einem besonderen Schmiermittel.It is known to use lubricants when pressing powdered metals add to improve the pressing properties. Furthermore, one has already chopped up Iron-nickel-aluminum-cobalt magnet alloys with the addition of a plastic one Compressed binder. There is also a method for manufacturing permanent magnets the comminuted, certain cast material one of several in powder form Metals mixed in a mixture. The proportion of powder mixture should be used when using of brittle starting materials must be larger than that of less brittle. The application however, is only related to permanent magnets. Step with these materials very specific problems due to the brittleness. In particular magnetic quality values such as coercive force are taken into account. It was also known add finer powders to coarser ones. However, no older literature addresses it with powder metal compacts made of stainless steel powder. This results in due to the brittle compacts produced by this special metal powder special problems, which only from the state of the art do not arise solve are. The solution only came with the invention through the addition of a certain one Amount of fine nickel powder combined with a special lubricant.

Ein normales nichtrostendes Stahlpulver der folgenden Zusammensetzung: Kohlenstoff ........... 0, 14 bis 0, 19 % Mangan ............. 2,00 1/o max. Silicium ............ ; . 0,20 1/o min. Schwefel ............. 0,05 % max. Phosphor ............ 0,05 l)/o max. Nickel ............... 7,0 bis 10,01/o Chrom ............... 17,0 bis 20,01/o und einer Teilchengrößeverteilung in den Grenzen: Teilchengröße größer als 152Mikron ...... nichts zwischen 152 und 76 Mikron 75 bis 85 1/o zwischen 76 und 53 Nfikron 5 bis 15 1/o unter 51 Mikron .......... 5 bis 15 1/o geschmiert mit 11% Hartparaffin (in einem Lösungsmittel zugesetzt) und OJI/o Calciumstearat, wurde mit etwa 5600 kg/CM2 zusammengepreßt. Der erhaltene grüne Preßling hatte eine Dichte von etwa 6,3 g(ccm. Der Preßling, gesintert bei 1300' C während einer Stunde, hatte eine Zugfestigkeit von 35 kg/MM2, eine 311/oige Dehnung, eine Härte von 120 bis 130 Brinell und eine Dichte von 6,37 g/ccm.A normal stainless steel powder with the following composition: Carbon ........... 0, 14 to 0 19% Manganese ............. 2.00 1 / o max. Silicon ............; . 0.20 1 / o min. Sulfur ............. 0.05 % max. Phosphorus ............ 0.05 l) / o max. Nickel ............... 7.0 to 10.01 / o Chromium ............... 17.0 to 20.01 / o and a particle size distribution within the limits: Particle size greater than 152 microns ...... nothing between 152 and 76 microns 75 to 85 1 / o between 76 and 53 microns 5 to 15 1 / o below 51 microns .......... 5 to 15 1 / o lubricated with 11% hard paraffin (added in a solvent) and OJI / o calcium stearate, was compressed at about 5600 kg / CM2. The green compact obtained had a density of about 6.3 g (ccm. The compact, sintered at 1300 ° C. for one hour, had a tensile strength of 35 kg / MM2, an elongation of 311 per cent, a hardness of 120 to 130 Brinell and a density of 6.37 g / cc.

Wenn jedoch gemäß der Erfindung 2011/o Nickelpulver (kleiner als 53 Mikron) zu dem vorherigen normalen Ansatz zugesetzt wurden und unter den gleichen Bedingungen dann gepreßt wurde, hatte der erhaltene grüne Preßling eine vergrößerte Dichte von 6,7 g/ccm, was eine entsprechende Stärke für die Handhabung vor dem Sintern bedeutet.However, according to the invention, when 2011 / o nickel powder (less than 53 microns) was added to the previous normal batch and then pressed under the same conditions, the green compact obtained had an increased density of 6.7 g / cc, which is a corresponding one Means strength for handling prior to sintering.

Nach dem Sintern bei 13001 C während einer Stunde hatten die Preßlinge eine Zugfestigkeit von 41 kg/MM2, eine 7,D/oige Dehnung, eine Härte von 150 bis 160 Brinell und eine Dichte von 7,1 g/ccm. Die gesinterten Preßlinge waren gegenüber kochender verdünnter Salpetersäure widerstandsfähig, was zeigt, daß genügend Diffusion des feinen Nickelpulvers in dem nichtrostenden Stahlansatz während des Sinterns stattgefunden hatte, um sicherzustellen, daß die Preßlinge im wesentlichen nichtrostend waren. Ferner Wurde gefunden, daß der Zusatz von dem feinen Nickelpulver eine bemerkenswerte Wirkung auf die Zusammendrückbarkeit der Pulvermischung besaß, was das Erzielen höherer Dichten mit niedrigeren Drücken ermöglicht.After sintering at 13001 C for one hour, the compacts had a tensile strength of 41 kg / MM2, an elongation of 7. D / o, a hardness of 150 to 160 Brinell and a density of 7.1 g / ccm. The sintered compacts were resistant to boiling dilute nitric acid, indicating that sufficient diffusion of the fine nickel powder had occurred in the stainless steel batch during sintering to ensure that the compacts were essentially stainless. It was also found that the addition of the nickel fine powder had a remarkable effect on the compressibility of the powder mixture, making it possible to achieve higher densities at lower pressures.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of powder metal compacts from stainless steel powder of increased strength and density before sintering with the addition of finer powder and lubricant, characterized by the addition of 5 to 30 # l / o fine nickel powder together with a lubricant from 111 / o hard paraffin and from 0.32 to 0.711 / o calcium stearate.

2. The method according spoke 1, characterized in that the particle size of the fine nickel powder is less than 53 microns. Documents considered: German Patent No. 758 112; M. Ju. B as chin, powder metallurgy, 1954, p. 52; F. Skaupy, Metallkeramik, 4th edition, 1950, p. 95; R. Kieffer and W. Hotop, Sintereisen und Sinterstahl, 1948, p. 477.