DE1180949B

DE1180949B - Verfahren fuer die Aufbereitung pulvermetallur-gischer Mischungen zur Herstellung von gesinterten Reibwerkstoffen

Info

Publication number: DE1180949B
Application number: DEJ21502A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Paul Kraft; Josef Schloemer
Original assignee: Jurid Werke GmbH
Current assignee: Federal Mogul Bremsbelag GmbH
Priority date: 1959-01-09
Filing date: 1962-03-24
Publication date: 1964-11-05
Also published as: DE1126623B

Description

Verfahren für die Aufbereitung pulvermetallurgischer Mischungen zur Herstellung von gesinterten Reibwerkstoffen Die Patentanmeldung J 15884 VI a / 40 b (deutsche Auslegeschrift 1126 623) betrifft ein Verfahren für die Aufbereitung von Pulvermischungen für die Herstellung gesinterter Reibwerkstoffe, welche aus einer Mischung von Metallpulvern, wie Kupfer, Blei, Zinn, Eisen od. dgl., gegebenenfalls oxydischen Zusätzen und Naturgraphit bestehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Naturgraphit vor seiner Beimischung unter Zumischung von 5 bis 45 Gewichtsprozent weicher Metallpulver wie Kupfer, Blei, Zinn, Aluminium od. dgl. unter hohem Druck verdichtet, wieder aufgebrochen und auf bestimmte Komgrößen abgesiebt wird.
Es wurde nun gefunden, daß man besonders gute Reibwerkstoffe aus - einer Pulvermischung herstellen kann, die neben dem Naturgraphit und den sonstigen Mischungsbestandteilen wie Kupfer, Blei, Zinn, Eisen od. dgl. und gegebenenfalls oxydischen Zusätzen noch Molybdändisulfid enthält, wenn man gemäß der Lehre der Hauptpatentanmeldung verfährt und das Molybdändisulfid zusammen mit dem Naturgraphit und den 5 bis 45 Gewichtsprozent an weichem Metallpulver vermischt, verdichtet, wieder aufbricht und absiebt; die 5 bis -45 Gewichtsprozent beziehen sich auf die Gesamtmenge MoS., Graphit und weiches Metallpulver.
Man kann bei dieser Arbeitsweise für bestimmte Zwecke die gesamte Naturgraphitmenge durch Molybdändisulfid ersetzen. In jedem Fall ist es vorteilhaft, der Mischung vor dem Verdichten elementaren Schwefel oder Schwefelverbindungen zuzugeben. Man wirkt damit einer möglichen" aber unerwünschten Dissoziation des Molybdändisulfids entgegen. Besondere Effekte lassen sich zusätzlich dadurch erreichen, daß man die Mischung aus weichem Metallpulver und Molybdändisulfid, gegebenenfalls mit Naturgraphit, nach dem Verdichten aber vor dem Aufbrechen einer Sinterbehandlung unterwirft. Diese Sinterbehandlung kann unter Druckbelastung oder auch ohne Druck erfolgen.
Dem Verfahren nach der Hauptpatentanmeldung liegen Versuche zugrunde, die zeigten, daß der an sich in sehr feiner Komgröße vorliegende Graphit, der zur Verarbeitung in metallischen Reibwerkstoffen in der Regel zuvor granuliert werden muß, sich bedeutend leichter aufbereiten läßt, wenn vor der Granulierung Pulver von duktilen Metallen, wie Blei, Kupfer, Zinn, u. dgl. dem Graphitpulver zugemischt wird. Bei der Verwendung der so aufbereiteten Graphite ergeben sich zusätzlich bemerkenswerte reibphysikalische Effekte, die sich für die Verwendung der mit diesen Graphitgranalien ausgerüsteten Reibstoffe günstig auswirken.
Jedoch ist die mit solchen Reibwerkstoffen erreichbare Trockenschmierung nicht in allen Fällen optimal, so daß für manche Zwecke neben oder an Stelle von Graphit das als Hochleistungsschmiermittel bekannte Molybdändisulfid eingesetzt werden muß. Dabei wurde gefunden, daß in solchen Fällen die Vorteile dann besonders deutlich erreichbar sind, wenn das Molybdändisulfid der gleichen Aufarbeitung wie der Graphit unterzogen wird.
Ein für die Zwecke der Erfindung gut geeignetes Molybdändisulfid ist ein aus natürlichern Molybdänglanz aufbereiteter Trocken-Schmierstoff, wie er beispielsweise unter dem Handelsnamen und eingetragenen Warenzeichen »Molykote« Verwendung findet. Durch langwierige Aufbereitungsprozesse wie Brechen, Mahlen, Sieben und Flotation werden dem Molybdändisulfid die oxydischen und Silikat-Beimengungen, die sogenannte Gangart, entzogen. So ergibt sich ganz von selbst, daß Molybdändisulfidpulver grundsätzlich nur in sehr feinen Körnungen erhältlich ist (kleiner als 0,1 mm). In einigen Anwendungsfällen, insbesondere beim Einsatz in Sinter-Reibwerkstoffen, wird ein Molybdändisulfidpulver bevorzugt, das eine Komgröße zwischen 0,1 und 0,5 mm hat. Die Gründe hierfür sind mannigfaltig. So hat die Korngröße der in Sinterreibwerkstoffen zum Einsatz kommenden Pulver an sich einen großen Einfluß auf das Reibverhalten des Werkstoffes. Weiterhin ist bekannt, daß Molybdändisulfid unter gleichen Bedingungen chemisch nicht so stabil ist wie Graphit. Durch die Granulation wird die aktive Pulveroberfläche des Molybdändisulfidpulvers stark reduziert und damit die Reaktionsgeschwindigkeit des MoS, mit den übrigen Mischungskomponenten des Sinterreibstoffes vermindert. Bei Temperaturen _oberhalb 70011 C tritt durch die Komponenten eine zusätzliche katalytische Wirkung auf in der Weise, daß MoS, in Molybdän und Schwefel dissoziiert und diese Elemente mit den übrigen Reibstoffbestandteilen unter Bildung neuer Verbindungen reagieren. Durch die Wahl eines geeigneten Granulationzusatzes kann man diese katalytische Wirkung im gewünschten Sinne beeinflussen und das für den Reibprozeß notwendige Molybdändisulfid weitgehend erhalten. Als solche Granulationszusätze werden erfindungsgemäß elementarer Schwefel oder Schwefelverbindungen verwendet.
Nach dem Granulieren wird das Material wieder aufgebrochen und auf die gewünschte Korngröße verrnahlen. Der Anfall an feiner Kömung, die für Reibwerkstoffe nicht eingesetzt werden kann, ist verhältnismäßig gering. Es ist aber nicht notwendig, diese feine Körnung gänzlich zu verwerfen, vielmehr läßt sich die nicht brauchbare Kornklassifikation nach Zumischung von frischem Molybdändisulfid erneut erfindungsgemäß verarbeiten.
Der Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens, der zu dem Vorteil besonders guter Trockenschmierwirkung führt, liegt wahrscheinlich darin, daß die Molybdändisulfidkömer bei dieser erfindungsgemäßen Verarbeitung besser in der Reibstoffmatrix eingebunden werden; daß der Bleiaustritt beim Sintern der Reibstoffolie verringert wird und daß die Folie nach dem Pressen und Sintern eine größere Festigkeit als eine in bekannter Weise hergestellte Reibstoffolie besitzt.
Der Einsatz solcher Molybdändisulfidgranulate erlaubt ferner eine sichere und exakte Einstellung der reibphysikalischen Eigenschaften, die genauer ist, als dies bisher möglich war. Durch die Verwendung von gröberen Molybdändisulfidkömem lassen sich Reibcharakteristiken einstellen, die mit feinem Pulver nicht zu erzielen sind. Für einzelne Anwendungen ist der Einsatz von Molybdändisulfid erst durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich geworden.
In manchen Fällen ist es dabei erforderlich, dem Molybdändisulfid vor dem Verpressen bestimmte Mengen der obengenannten Zusätze an Schwefel oder Metall-Schwefel-Verbindungen zuzusetzen, um unerwünschte Reaktionen und den Zerfall von MoS2 bei hohen Temperaturen zu vermindern. Beispiel 8,0 kg Molybdändisulfidpulver mit einer Korngröße kleiner 0,04 mm, 1,95 kg Kupferpulver mit einer Komgröße kleiner 0,06 mm und 0,05 kg Schwefelpulver mit einer Komgröße kleiner 0,06 mm wurden gemischt und mit einem Druck von 3 t/cm2 zu einem Preßling verpreßt. Danach wurde der Preßling in Wasserstoff-Atmosphäre gesintert. Nach dem Sintern wurden die Preßstücke in geeigneten Mühlen wieder aufgebrochen und abgesiebt. Die Fraktionen, die eine Granulat-Korngröße von 0,3 bis 0,1 mm besaßen, wurden als Zusatz in Reibwerkstoffen eingesetzt.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren für die Aufbereitung von Pulvermischungen für die Herstellung gesinterter Reibwerkstoffe, gemäß welchem der Naturgraphit vor seiner Beimischung zu den sonstigen Mischungsbestandteilen wie Kupfer, Blei, Zinn, Eisen od. dgl. und gegebenenfalls oxydischen Zusätzen, unter Zumischung von 5 bis 45 Gewichtsprozent weicher Metallpulver wie Kupfer, Blei, Zinn, Aluminium od. dgl. unter hohem Druck verdichtet, wieder aufgebrochen und auf bestimmte Komgröße abgesiebt wird nach Patentanmeldung J 15884 Vla/40b (deutsche Auslegeschrift 1126623), dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Naturgraphits durch Molybdändisulfid ersetzt und dieses zusammen mit dem Naturgraphit mit den 5 bis 45 Gewichtsprozent weichen Metallpulvers vermischt, verdichtet, wieder aufgebrochen und abgesiebt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Naturgraphitmenge durch Molybdändisulfid ersetzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung vor dem Verdichten elementarer Schwefel oder Schwefelverbindungen zugegeben werden. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung nach dem Verdichten aber vor dem Aufbrechen einer Sinterbehandlung, gegebenenfalls unter Druck, unterworfen wird.