DE1129039B - Verfahren zum Herstellen stranggepresster Halbzeuge hoher Festigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung ermöglicht es, schwer verformbare Werkstoffe, insbesondere Eisen- und Kupferlegierungen, aus auf pulvermetallurgischem Wege erzeugten Preßbarren auf der Strangpresse zu Halbzeugen zu verarbeiten. Abgesehen von dem Interesse, das dafür besteht, die legierungstechnischen Möglichkeiten der Pulvermetallurgie in weit stärkerem Maße als bisher auch für die Herstellung von Halbzeugen zu nutzen, beruht die Bedeutung der Erfindung insbesondere auf der Tatsache, daß auf diesem Wege die plastische Verformung schwer verformbarer, metallischer Werkstoffe wesentlich leichter und damit auch wirtschaftlicher gestaltet, zum Teil überhaupt erst möglich wird. Es kommt hinzu, daß auf dem vorgeschlagenen Wege hergestelltes Material technologische Eigenschaften besitzt, welche denjenigen von Werkstoffen gleicher chemischer Zusammensetzung, die auf dem üblichen Wege über die schmelzflüssige Phase erzeugt werden, zum Teil erheblich überlegen sind.

Es ist bekannt, Pulver von reinen Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt oder Karbonyl-, Elektrolyt- und bestes Schwammeisenpulver zu pressen, zu sintern und auf der Strangpresse zu Halbzeug zu pressen. Infolge der hohen Plastizität derartiger Werkstoffe entstehen beim Strangpressen in den meisten Fällen kaum nennenswerte Schwierigkeiten. Ähnlich verhält es sich bei der entsprechenden Verarbeitung von Pulvermischungen, bei denen mindestens ein wesentlicher Bestandteil einen niedrigen Schmelzpunkt und eine hervorragende Duktilität besitzt. Dagegen bereitet das Strangpressen auf pulvermetallurgischem Wege in der üblichen Weise hergestellter Barren hochfester Legierungen, inisbesondere solcher auf Eisen- und Kupferbasis, nach wie vor erhebliche Schwierigkeiten und erschien praktisch bisher als unmöglich.

Diese Schwierigkeiten beruhen in erster Linie darauf, daß beim Strangpressen im Aufnehmer die Fließgeschwindigkeit des Werkstoffes zwischen Außen- und Innenzone infolge der auftretenden Wandreibung so große Unterschiede aufweist, daß dadurch im Werkstoff Beanspruchungen auftreten, denen die Bindungsfestigkeit zwischen den einzelnen Körnern des gesinterten Barrens nicht gewachsen ist. Infolgedessen zerbröckelt der Werkstoff des Barrens im Aufnehmer. Deshalb kann unter solchen Umständen ein brauchbares Halbzeug nur dann entstehen, wenn die Preßtemperatur so hoch gewählt wird, daß sie im Bereich der Sintertemperatur des Werkstoffes liegt. Dann tritt mit der Formgebung in der Matrize wieder eine Verschweißung bzw. Sinterung ein. Diese Herstellungsart ist in wirtschaftlicher Weise nur bei der Verarbeitung von Werkstoffen mit außerordentlich niedriger Sinter-Verfahren zum Herstellen
stranggepreßter Halbzeuge hoher Festigkeit

Anmelder:

Dr.-Ing. Heinz Schmalz,
Menden (Sauerl.), Schmölen-Allee 1

Dr.-Ing. Heinz Schmalz, Menden (Sauerl.),
ist als Erfinder genannt worden

und Verformungstemperatur durchführbar. Sie führt zu einem Endprodukt, an dessen technologische Eigenschaften verständlicherweise keine besonderen Anforderungen gestellt werden können.

Es wurden bereits verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, um diese Schwierigkeiten zu überwinden. So wurde zunächst versucht, durch eine Spezialbehandlung der Oberfläche des Rezipienten und/oder der Oberflächen der zu verpressenden Barren die Wandreibung beim Strangpressen zu vermindern!. Diese Maßnahmen reichten aber nicht aus, um den* Reibungskoeffizienten zwischen Aufnehmerwand und Barrenoberfläche in dem notwendigen Maße zu senken. Die Verwendung von Schmiermitteln verschiedener Zusammensetzung, die auch versucht wurde, ist bei der Verarbeitung poröser Barren nur in bescheidenem Umfange möglich, da Schmiermittel in den Barren eindringen und dadurch Verunreinigungen verursachen, die normalerweise nicht in Kauf genommen werden können. Nach einem weiteren Vorschlag sollten die gesinterten Barren in eine Metallfolie, ζ. Β. aus Kupfer, eingeschlagen werden, um dadurch das Eindringen der Schmiermittel zu verhindern. Aber auch diese Maßnahme führte nur zu bescheidenen Teilerfolgen.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen:
1. Die gesinterten Preßbarren werden vor dem Strangpressen vorzugsweise in warmem Zustande auf eine Wichte nachverdichtet, die höchstens 10 % unter der theoretischen Maximalwichte des betreffenden Werkstoffes liegt.
Dieses kann z. B. im Aufnehmer der Strangpresse unter Verwendung einer Blindscheibe an Stelle der Matrize erfolgen. Der Barren muß allerdings in inerter Atmosphäre erwärmt werden und wird

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nach der Verdichtung in bekannter Weise auf der Barrendrehbank überdreht, wenn das Strangpressen im gleichen Aufnehmer erfolgen soll, in dem vorher die Verdichtung stattfand. Die oben erwähnte Wichte reicht: in jedem Falle aus, um ein Zerbröckeln beim Strangpressen zu verhin- ^: dem und bekannte Schmiermittel zur Verminderung der Wandreibung ohne Nachteile anzuwenden. Däneben empfiehlt es sich, auch die übrigen bekannten Mittel zur Verminderung der Wandreibung im Aufnehmer . anzuwenden. Die im Preßbarren nach der Verdichtung verbleibende Restporosität wirkt sich "bei der anschließenden Verformung vorteilhaft aus.

2. Die nachverdichteten Preßbarren werden vor dem Strangpressen bei einer Temperatur geglüht, die möglichst bis zu 100° C höher liegt als die vorher angewendete Sintertemperatur. Die Glühung sollte etwa eine Stunde dauern und in inerter Atmosphäre erfolgen. Diese Maßnahme erhöht, wie Versuche ergeben haben, in erheblichem Maße die Plastizität des Sinterproduktes nach erfolgter Vorverdichtung und trägt dadurch ebenfalls dazu bei, die Schwierigkeiten beim Strangpressen auf pulvermetallurgischem Wege hergestellter Barren zu vermindern oder ganz zu beseitigen.
Die technische und wirtschaftliche Bedeutung des Verfahrens ergibt sich aus folgenden Ergebnissen:

a) Die Verarbeitung schwer verformbarer Legierungen ist auf dem vorgeschlagenen Wege wesentlich leichter und wirtschaftlicher, als wenn sie in gleicher Zusammensetzung in kompakter Form über die Schmelze gewonnen und in üblicher Weise plastisch verformt werden.

b) Es werden zum Teil wesentlich höhere Festigkeitseigenschaften erzielt.

c) Es können nunmehr aus einer ganzen Reihe von Werkstoffen, die nur auf pulvermetallurgischem Wege gewonnen werden können, durch plastische Verformung Halbzeuge hergestellt werden, die praktisch porenfrei sind.

d) Auf dem vorgeschlagenen Wege lassen sich .Werkstoffe auch plastisch verformen, aus denen 'bisher'nur Güßteile hergestellt werden konnten. Diese besitzen nach der plastischen Verformung Eigenschaften, die bei solchen Werkstoffen bisher unbekannt waren.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Herstellen stranggepreßter Halbzeuge hoher Festigkeit, insbesondere aus Eisen- und Kupferlegierungen, aus pulvermetallurgisch durch Verdichten und Sintern erzeugten Preßbarren, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßbarren auf eine ihre theoretische Maximalwichte höchstens um 10 °/e unterschreitende Wichte nachverdichtet und vor dem Strangpressen etwa eine Stunde lang bei einer Temperatur geglüht werden, die etwa 100° C über der vorher angewandten Sintertemperatur liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßbarren warm nachverdichtet und, wie bekannt, vor dem Strangpressen überdreht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßbarren im Aufnehmer der Strangpresse nachverdichtet werden.

Bi Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 407 719, 566 598, 369, 593 621, 856 884;

deutsche Patentanmeldung S5803Ib/7b (bekanntgemacht am 24. Juli 1952);

österreichische Patentschrift Nr. 175120;

schweizerische Patentschrift Nr. 169 762;

Kieffer und Hotop, Sintereisen und Sinterstahl, Springer-Verlag, 1948, S. 282.

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