DE1132572B - Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von vorgeformten Teilen fuer die Herstellung von Geschosshuelsen - Google Patents

Description

• Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von vorgeformten Teilen für die Herstellung von Geschoßhülsen Durch die Erfindung wird es ermöglicht, Geschoßhülsen aus einem zum überwiegenden Teile aus Eisen bestehenden Werkstoff herzustellen, ohne daß ihre Eigenschaften denen auf üblichem Wege aus Nichteisenmetallen, z. B. Kupfer oder Messing, gefertigten Hülsen auch nur in geringstem Maße nachstehen. Zudem ist das Fertigungsverfahren, das hiermit vorgeschlagen wird, äußerst rationell, so daß auch die Herstellungskosten wesentlich gesenkt werden.
• Bekanntlich fertigt man zur Zeit Hülsen kleineren Kalibers weitgehend aus Kupfer oder Messing, indem man aus entsprechenden Blechen oder Bändern Ronden ausstanzt, durch Tiefziehen zu Näpfchen verformt, glüht und dann durch Kaltziehen in mehreren Zügen und unter Einschaltung von Rekristallisationsglühungen bis zur endgültigen Form weiterverarbeitet. Nachteilig bei diesem Verfahren ist einmal der hohe Materialverlust beim Ausstanzen der Ronden, der mindestens 40 a/o beträgt. Weiterhin besteht bei Staaten ohne eigene Kupferversorgung die Gefahr, daß sie von der Einfuhr abgeschnitten werden können und dann gezwungen sind, eine Werkstoffumstellung bezüglich der Fabrikation von Geschoßhülsen vorzunehmen. So wurden die Hülsen für Geschosse kleineren Kalibers während des letzten Krieges in Deutschland zunächst aus kupferplattiertem Eisenblech, hergestellt durch Walzplattierung, und später aus reinem Eisenblech gefertigt. Heute ist eine solche Werkstoffumstellung wesentlich schwieriger, wenn nicht sogar als fast unmöglich anzusehen. Die modernen Waffen wurden in ihrer Leistung erheblich gesteigert, dadurch aber auch wesentlich empfindlicher gegenüber solchen Umstellungen. Zwar wurde die Qualität von Reineisenhülsen durch Anwendung verbesserter und neuer Oberflächenbehandlungsverfahren gesteigert, doch werden noch heute aus reinen Qualitätsgründen die Hülsen für Geschosse kleineren Kalibers nach wie vor zum überwiegenden Teile aus Kupfer oder Messing nach dem vorerwähnten Verfahren hergestellt.
• Es ist weiterhin bekannt, daß mit Erfolg versucht wurde, die Näpfchen als Ausgangsformteile für die Fabrikation von Eisenhülsen auf pulvermetallurgischem Wege aus Eisenpulver herzustellen. Einmal sollte dadurch der Materialverlust gegenüber der üblichen Herstellung wesentlich verringert und außerdem eine entscheidende Qualitätssteigerung erzielt werden. Die Näpfchen wurden mit einer Dichte von über 90 % der theoretischen Maximaldichte, praktisch mit einer Mindestdichte von 7,2 g/em3, im Doppelpreß-Sinterverfahren hergestellt, verkupfert und in üblicher Weise durch Kaltziehen zu Hülsen weiterverarbeitet. Weiterhin bestand das Eisenpulvergemisch wenigstens zu einem Teil aus sehr duktilen, chemisch reinen Eisenpulversorten, wie Elektrolyt-oder Karbonyleisenpulver.
• Dieses Verfahren setzte sich in der Praxis nicht durch, obwohl die Materialverluste gegenüber dem üblichen Herstellungsverfahren nur noch verschwindend gering sind. Die Gründe hierfür sind darin zu suchen, daß die auf diesem Wege hergestellten Hülsen nach wie vor den Kupfer- und Messinghülsen qualitativ unterlegen sind, das Doppelpreß-Sinterverfahren wegen der erforderlichen hohen Dichte der Näpfchen in diesem Falle sehr kostspielig und weil weiterhin der Gestehungsprei, der verwendeten Pulvermischung infolge der Beimischung teuerer Eisenpulversorten recht hoch liegt.
• Es wird ebenfalls als bekannt vorausgesetzt, daß auf pulvermetallurgischem Wege hergestellte Vorpreßlinge durch starke Verdichtung und weitere plastische Verformung auf verschiedensten Wegen zu Fertigteilen, z. B. Fahrradkugellagerteilen, verarbeitet werden können. Weiterhin ist bekanntgeworden, Eisenpulver vor seiner Verarbeitung zu Sinterteilen leicht zu verkupfern und dadurch eine Verringerung der Reibungsverluste beim Brikettieren und somit eine höhere Verdichtung bei gleichem Druckaufwand zu erzielen..
• Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die Näpfchen zur Herstellung von Geschoßhülsen auf pulvermetallurgischem Wege aus einem Eisenpulver möglichst globolithischer Kornstruktur herzustellen, dessen Einzelkörnchen auf chemischem oder elektrolytischen Wege mit einem starken überzog aus reinstem Kupfer versehen wurden. Der Eisengehalt der Pulvermischung soll mindestens 75%, der Kupfergehalt 6 bis 25% betragen. An die chemische Reinheit des zu verwendenden Eisenpulvers werden keine besonderen Anforderungen gestellt. Es kann, um besondere Festigkeitseigenschaften des Endproduktes zu erzielen, bis zu 0,5% Kohlenstoff und die üblichen Eisenbegleiter Mangan, Silizium, Chrom und/oder Nickel in Mengen bis zu je unter 1% und bis zu insgesamt 3% enthalten. Weiterhin kann man dem verkupferten Eisenpulver die üblichen Legierungselemente von Kupferlegierungen Zinn, Blei und/oder Beryllium in einer dem gewählten Kupfergehalt entsprechenden Menge als reine oder Legierungspulver beimischen. Während des Sinterprozesses verbinden sich dieselben dann durch Diffusion mit dem freien Kupfer zu entsprechenden Kupferlegierungen. Weiterhin ist zumindest zur Herstellung dünnwandiger Hülsen Eisenpulver etwa folgender Siebanalyse zu verwenden: 15'% unter 0,06 mm, 35% von 0,06 bis 0;08 mm, 35% von 0,08 bis 0,10 mm, 15% von 0,10 bis 0,15 mm.
• Die vorgeschlagene Pulvermischung läßt sich hervorragend verpressen, so daß in einer Preßoperation bei Anwendung eines spezifischen Preßdruckes von maximal 8 t/cm' eine für die Weiterverarbeitung ausreichende Dichte der Näpfchen erzielt wird. Das Sintern erfolgt in üblicher Weise möglichst bei einer Temperatur, die nicht über dem Kupferschmelzpunkt liegen sollte, um die Diffusion von Kupfer in Eisen auf ein unvermeidbares Minimum zu beschränken. Dadurch wird es möglich, den gewünschten Erfolg bereits mit einem verhältnismäßig geringen Anteil an Nichteisenmetallen zu erzielen. Weiterhin gestattet es der vorgeschlagene Werkstoff des Näpfchens, die fertige Hülse ohne Zwischenglühungen zu ziehen. Allenfalls wäre eine Rekristallisationsglühung vor dem letzten Zug angebracht.
• Die fertigen Hülsen sind vergütbar und besitzen alle gewünschten Eigenschaften von Hülsen aus Kupfer oder Messing. Infolge des erreichbaren hohen Ausbringfaktors, des hohen Eisengehaltes im verwendeten Werkstoff und des auf eine geringe Zahl von Einzeloperationen beschränkten Herstellungsprozesses können die üblichen Herstellungskosten bei Verwertung der vorliegenden Erfindung wesentlich gesenkt werden. Es ist selbstverständlich, daß man den gleichen Werkstoff auch zur Herstellung eines Vorpreßlings auf pulvermetallurgischem Wege verwenden kann, der dann in abgewandeltem Verarbeitungsverfahren zu Hülsen für Geschosse größeren Kalibers verarbeitet wird.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von näpfchenförmigen, dickwandigen, vorgeformten Teilen zur Herstellung von Geschoßhülsen, die durch Kaltziehen mit oder ohne Rekristallisationsglühungen unter Verminderung der Wandstärke auf einen Bruchteil ihres ursprünglichen Maßes weiterverarbeitet werden unter Verwendung von auf bekanntem Wege hergestelltem Eisenpulver, das bis zu 0,5% Kohlenstoff und außerdem bis zu 3 °/o der sonstigen Eisenbegleiter Mangan, Silizium, Nickel und/oder Chrom in Mengen von jeweils unter 1% enthalten kann, dadurch gekennzeichnet, daß Eisenpulver von möglichst globolithischer Kornform in einer Menge von mindestens 75'% der Gesamtmischung mit reinstem Kupfer in einer Menge von 6 bis 25'% auf chemischem oder elektrolytischem Wege überzogen wird und allein oder in Mischung mit Pulver der für Kupferlegierungen bekannten Legierungsmetalle Zinn, Blei und/oder Beryllium, die in Form reiner oder legierter Pulver in einem der Menge des Ummantelungskupfers entsprechenden Verhältnis zugegeben werden, formgepreßt und bei einer möglichst niedrigen, den Kupferschmelzpunkt nicht überschreitenden Temperatur gesintert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zur Herstellung dünnwandiger Hülsen ein weitgehend globolithisches Eisenpulver von etwa folgender Siebanalyse verwendet wird: 15% unter 0,06 mm, 35% von 0;06 bis 0,08 mm, 35% von 0,08 bis 0,10 mm, 151% von 0,10 bis 0,1.5 mm.. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 868 522, 895 002, 901892; Stahl und Eisen, Bd. 74 (1952), S. 338 bis 347; Metall, Bd. 6 (1952), S. 682; Zeitschrift VDI, Bd. 97 (1955); S. 91; Konstruktion, Bd. 3 (1953), S. 112; Materials and Methods, Bd. 40, Nr. 1 (Juli 1954), S. 101 bis 103; Auszüge deutscher Patentanmeldungen, Bd.19, S. 52 (G 108305 VIa).