DE1189723B - Verfahren zur Sinterung und gleichzeitigen Diffusionsmetallisierung von Formstuecken - Google Patents

Verfahren zur Sinterung und gleichzeitigen Diffusionsmetallisierung von Formstuecken

Info

Publication number
DE1189723B
DE1189723B DEO3006A DEO0003006A DE1189723B DE 1189723 B DE1189723 B DE 1189723B DE O3006 A DEO3006 A DE O3006A DE O0003006 A DEO0003006 A DE O0003006A DE 1189723 B DE1189723 B DE 1189723B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metal
sintered
treatment
sintering
fluoride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEO3006A
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Galmiche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Original Assignee
Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA filed Critical Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Publication of DE1189723B publication Critical patent/DE1189723B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/06Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
    • C23C16/08Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metal halides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10Sintering only
    • B22F3/1003Use of special medium during sintering, e.g. sintering aid
    • B22F3/1007Atmosphere
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/02Pretreatment of the material to be coated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/06Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases
    • C23C10/08Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases only one element being diffused
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/06Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases
    • C23C10/08Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using gases only one element being diffused
    • C23C10/10Chromising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/28Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C10/34Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/28Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C10/34Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
    • C23C10/36Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation only one element being diffused
    • C23C10/38Chromising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C10/00Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces
    • C23C10/28Solid state diffusion of only metal elements or silicon into metallic material surfaces using solids, e.g. powders, pastes
    • C23C10/34Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation
    • C23C10/36Embedding in a powder mixture, i.e. pack cementation only one element being diffused
    • C23C10/38Chromising
    • C23C10/40Chromising of ferrous surfaces
    • C23C10/42Chromising of ferrous surfaces in the presence of volatile transport additives, e.g. halogenated substances
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
C22c
Deutsche Kl.: 40 b-1/04
Nummer: 1189723
Aktenzeichen: O 3006 VI a/40 b
Anmeldetag: 16. Juni 1953
Auslegetag: 25. März 1965
Verfahren zur Sinterung und gleichzeitigen
Diffusionsmetallisierung von Formstücken
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Sinterung und gleichzeitigen Diffusionsmetallisierung von Formstücken, die durch Pressen aus Metallpulvern mit einem Gehalt an Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt sowie gegebenenfalls weiteren metallischen Zusätzen und/oder temperaturbeständigen Stoffen, wie Oxyden, hergestellt sind, in einer reduzierenden Wasserstoffsphäre in Anwesenheit mindestens einer Halogenverbindung.
Nach der Erfindung werden Metallteile hergestellt, welche wenigstens eine Hauptwärmebehandlung erfahren und nach Beendigung ihrer Herstellung eine praktisch nicht oxydierte Oberflächenschicht aufweisen.
Der Ausdruck »Metallteil« ist hier in einem sehr weiten Sinn gefaßt und umfaßt insbesondere Teile homogener oder heterogener Zusammensetzung, Teile mit feuerfesten Zusätzen, Teile mit einem Schutzüberzug und so weiter.
Unter »thermische Hauptbehandlung« sind eine 20
oder mehrere Erwärmungen mit nachfolgender Abkühlung zu verstehen, nach deren Beendigung die ■
Teile in ihrer Masse unter Berücksichtigung des Ver- 2
wendungszwecks gegenüber ihrem Ursprungszustand
verbesserte physikalische oder mechanische Eigen- 25 dung während des ganzen Verfahrens in Berührung
schäften aufweisen (Sinterung). mit dem Sinterpulver bleiben.
Die nicht oxydierte Oberflächenschicht, wie sie im Besonders günstig verläuft dies Verfahren bei einer
folgenden näher beschrieben ist, besteht zweck- solchen Behandlungstemperatur, bei der das aus der mäßig aus einer Diffusionslegierung, und zwar ins- Zersetzung des Metallfluorids herstammende Zusatzbesondere bei eisenhaltigen Teilen aus einem Ferro- 30 metall im wesentlichen in das Grundmetall der be
Anmelder:
Office National d'Etudes et de Recherches
Aerospatiales, Chatillon-sous Bagneux, Seine
(Frankreich)
Vertreter:
Dr.-Ing. R. Meldau, Patentanwalt,
Gütersloh, Carl-Bertelsmann-Str. 4
Als Erfinder benannt:
Philippe Galmiche, Paris
Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 11. Juli 1952 (631962)
handelten Stücke diffundiert.
Als Metallpulver haben sich besonders bewährt: Eisen, Nickel, Kobalt, allein oder in Mischung und als Metallfluorid ein Chromfluorid.
Die Erfindung soll an Hand der Herstellung von gesinterten Metallteilen, ζ. Β. Eisenteilen, erläutert werden, deren Oberfläche gegen Korrosion und Oxydation im warmen Zustand durch Diffusion eines Metallzusatzes, z. B. von Chrom, widerstandsfähiger
chrom mit hohem Chromgehalt.
Die Erfindung bezweckt insbesondere, diese Verfahren so auszubilden, daß sie besser als bisher den verschiedenen Erfordernissen der Praxis entsprechen.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Besonderheit der Erfindung darin, daß die gegebenenfalls vorgesinterten Formstücke sowie ein geeignetes Metallfluorid bzw. Stoffe, die unter Hitze ein solches abgeben, in das Innere des Behandlungsofens eingesetzt 40 gemacht wird,
werden, in dem sich eine wasserstoffhaltige Atmo- Bekanntlich verlangt die Herstellung gesinterter
Sphäre bewegt, und zwar unter Benutzung von Metallteile mindestens den Aufwand einer haupt-Sinterkisten, die unter den Verfahrensbedingungen sächlichen Wärmebehandlung, die dem Pulverpreßteilweise dicht sind, indem diese Kisten nur begrenzt körper seine gewünschten mechanischen Eigenschafaus der Ofenatmosphäre das Eindringen von Was- 45 ten verleiht.
serstoff gestatten. Die Erfahrung hat gelehrt, daß der Es ist bekannt, daß bei der Verchromung eines
erwünschte begrenzte Einfluß des Wasserstoffs der eisenhaltigen Teils dieser mit einem aktiven Ver-Ofenatmosphäre auf die zu behandelnden Stücke in chromungsmittel, z. B. einem Halogenid (vorzugsbesonders einfacher Weise durch deren Gasverbin- weise einem Fluorid) des Chroms, in einem im wedung mit gasdurchlässigen Sinterkisten erreicht wird. 50 sentlichen zwischen 900 und 1350° C liegenden Wenn die Sinterkisten nur teilweise dicht sind, kön- Temperaturgebiet behandelt werden muß. Je nach nen ferner von selbst auch Dämpfe der Fluorverbin- der für die Diffusionsschicht gewünschten Dicke
509 520/325
kann die Behandlungsdauer zwischen einem Bruch- Im folgenden wird eine beispielsweise Anwen-
teil einer Stunde und mehreren Stunden schwanken. dung der Erfindung zur Herstellung von Sinterkör-
Es ist einzusehen, daß unter diesen Umständen pern beschrieben.
bei Vornahme der Hauptwärmebehandlung eines Das erste dieser Verfahren besteht darin, Teile aus eisenhaltigen Teils deren Temperatur erheblich von 5 Speziallegierungen, insbesondere zunderfeste Teile, der Temperatur der Verchromungsbehandlung ver- einer Verchromung zu unterwerfen, welche gleichschieden ist, die Gefahr besteht, daß die mit dieser zeitig mit der Hauptbehandlung zur Homogenisieletzteren Behandlung verbundene Erhitzung die durch rung oder zum Inlösungbringen von gewissen Legiedie Hauptwärmebehandlung erzielten Eigenschaften rungskomponenten vorgenommen wird, d.h., die des behandelten Teils erheblich verändert. io Behandlung soll in einer vorzugsweise Chromfluorid
Zuweilen mag eine derartige Veränderung der enthaltenden Atmosphäre vorgenommen werden. Eigenschaften des behandelten Teils keine schäd- Dieses Beispiel betrifft die Kombination einer Sintelichen Folgen haben, in anderen Fällen wird jedoch rungsbehandlung und einer Verchromung zur gleichder so behandelte Teil praktisch unbrauchbar. zeitigen Herstellung eines gesinterten und verchrom-So würde z.B. ein verfestigter Teil, welcher zu- 15 ten Teils unter Ausgang von einem aus Metallpulvern folge einer derartigen Behandlung entsprechende gepreßten Teil (gegebenenfalls unter Zusatz einer Eigenschaften aufweist, den größten Teil dieser gewissen Menge von temperaturbeständigen Pulvern Eigenschaften wieder verlieren, wenn er zum Schluß und erforderlichenfalls von Bindemitteln für die aneiner Verchromungsbehandlung unterworfen würde. fängliche Formgebung, wie Harnstoff, Kampfer, Aus obigem geht hervor, daß man nicht unter- 20 Stearinsäure, Natronwassergas, und sogar organischiedslos eine beliebige Hauptwärmebehandlung mit sehen halogenierten Abkömmlingen, wie Teflon). einer Verchromungsbehandlung kombinieren kann. Da gewisse Bindemittel für die Verchromung Da die Hauptwärmebehandlung die Sinterung des schädliche Substanzen einführen, ist es zweckmäßig, gepreßten Metallpulverformkörpers bewirken soll, die Behandlung mit einer Vorsinterung zu beginnen, muß sie in einer neutralen oder reduzierenden Atmo- 25 so daß der Teil eine höhere mechanische Festigkeit Sphäre vorgenommen werden. Wenn diese letzte erhält, wobei die Verchromung vor der Beendigung Wärmebehandlung bei hoher Temperatur in einer der Sinterung erfolgt, wenn der Teil eine gewisse halogenierten Atmosphäre sowie unter Bedingungen mechanische Festigkeit erhalten hat und die Bindevorgenommen wird, welche die Bildung einer ober- mittel durch die Vorsinterung ausgeschieden sind. flächlichen Diffusionslegierung gestatten, kann zweck- 30 Während dieser vorbereitenden Arbeit kann man mäßig gleichzeitig mit der betreffenden Wärmebe- auch gleichzeitig eine Entkohlung durch feuchten handlung die Diffusionsbehandlung vorgenommen Wasserstoff vornehmen und zu dem gleichen Zweck werden, bei welcher als Träger des Zusatzmetalls Verbindungen, wie Wasser oder Ammoniumkarbogerade die halogenierte Atmosphäre benutzt wird, nat, zusetzen. Hierzu ist zu bemerken, daß während welche zur · Verhinderung einer oberflächlichen 35 der Hauptphase, welche in einer fluorierten Atmo-Oxydierung der Teile dient. Sphäre stattfinden soll, die Sinterung des Teils weiter-Man verfügt so über einen sehr breiten Spielraum geht, wobei sich gleichzeitig an seiner Oberfläche für die für die Verchromung zulässige Zeitdauer zur eine Diffusionslegierung durch Chromzufuhr bildet. Anpassung der Bedingungen der Diffusion an die Die Verwendung von Fluor als Halogen verhin-Bedingungen der Hauptwärmebehandlung. 40 dert während der Sinterung die Bildung von flüchti-Man erhält so eine vorteilhafte Kombination der gen Verbindungen im Innern des Teils, welche diesen beiden verschiedenartigen Behandlungen, da der be- aufzulockern suchen. Da die Chromzufuhr so ohne handelte Teil nach Ende der Behandlung von der Eisenausscheidung erfolgt (was bei anderen Haloge-Wärmebehandlung herrührende innere Eigenschaften niden, insbesondere Chlorid, der Fall sein würde), und von der Verchromung herrührende Oberflächen- 45 wird der Teil kompakter und widerstandsfähiger, eigenschaften aufweist. wobei er eine hochglänzende Oberflächenschicht be-
Ferner wird es durch diese wenigstens teilweise sitzt.
Überlagerung der beiden Behandlungen in ein und Eine derartige Behandlung in einer gleichzeitig demselben in dem den beiden Behandlungen gemein- reduzierenden und fluorierten Atmosphäre bei Ansamen Temperaturgebiet vorgenommenen Verfah- 50 wendung auf einen vorgepreßten Teil aus Eisenrensschritt möglich, die Gesamtdauer der Behänd- pulver gestattet, nicht nur gleichzeitig eine Sinterung lung und somit den Gestehungspreis der Teile zu und eine Oberflächenverchromung zu erhalten, sonverringern. dem auch die Sinterungsbedingungen selbst zu verWenn die Dauer der Hauptwärmebehandlung lan- bessern, da die Sinterung bei einer niedrigen Tempeger als die günstigste Behandlungsdauer für die Ver- 55 ratur vor sich geht oder bei gleicher Temperatur zu chromung ist, ist es zweckmäßig, in einer ersten besseren mechanischen Eigenschaften führt. Diese Phase den Beginn der Hauptwärmebehandlung und fluorierte reduzierende Atmosphäre wird vorzugshierauf in einer zweiten Phase gleichzeitig das Ende weise durch die Verchromungsbehandlung selbst erder Hauptwärmebehandlung und die Verchromung zeugt, sie kann jedoch auch gegebenenfalls dadurch vorzunehmen. Es ist wesentlich, daß auf die Wärme- 60 erzeugt werden, daß sich in den verhältnismäßig behandlung, welche die Oberflächendiffusion der ge- dichten Sinterungskästen wenig flüchtige und allmähwünschten Metalle ermöglichte, nicht Wärmebehand- lieh durch Wasserstoff unter Freisetzung von Flußlungen folgen, welche eine Zerstörung der Ober- säure reduzierbare Fluoride befinden. flächenschicht z. B. durch Oxydation bewirken. Ins- Diese Wirkung kann zugeschrieben werden: besondere dürfen auf die Behandlung zur Verchro- 65
mung nicht thermische Behandlungen folgen, bei 1. Einem energischen Abbeizen des stets leicht welchen während mehrerer Stunden 1100° C in einer oxydierten Eisenpulvers durch den mit Flußoxydierenden Atmosphäre überschritten werden. säure beladenen Wasserstoff;
2. einem Transport von Metall in halogenierter gasförmiger Phase von einem Korn zum anderen.
Eine derartige Kombination einer Sinterung und einer einfachen oder vielfachen Diffusion kann zweckmäßig ausgehen von einfachen oder zusammengesetzten Metallpulvern, wie Eisen (mit oder ohne Kohlenstoff), Kobalt, Nickel, Chrom, Molybdän, Wolfram, Aluminium, Kupfer usw., und von
Wenn die Teile so zerbrechlich sind, daß eine zusammenhängende Einbettung erforderlich ist, und wenn dann der Druck der einbettenden Metallteilchen Hafterscheinungen oder leichte Oberflächen-5 fehler zu erzeugen droht, werden dem Regenerierungsmetall, welches dann eine beliebige Korngröße haben kann, ein oder mehrere Stoffe zugesetzt, welche unter den Reaktionsbedingungen indifferent sind und die Form von Teilchen geeigneter Korn-Legierungen dieser Metalle miteinander, welchen io größe haben, temperaturbeständige Stoffe, wie Oxyde, zugesetzt Der Zusatz dieser indifferenten nichtmetallischen
sein können. Stoffe kann sehr wichtige weitere Vorteile mit sich
Hinsichtlich der Ausführung der Verchromungs- bringen. So gestattet z. B. eine geeignete Dosierung phase sieht die Erfindung ein Verfahren vor, bei dieser schlecht wärmeleitenden Stoffe die Erzielung welchem Chrom dampfförmig dadurch gefördert 15 einer langsamen Abkühlung, welche bisweilen zur wird, daß die zu behandelnden Teile zweckmäßig Verhinderung der inneren Spannungen zweckvon einem Vorrat an Regenierungschrom umhüllt mäßig ist.
werden; das Transportmittel ist dann Chromfluorid, Ferner gestattet die Einführung von indifferenten
welches von einem außer Berührung mit den zu be- Stoffen in die Sinterkisten der Begrenzung des Vohandelnden Teilen gehaltenen Reaktionsmittel ent- 20 lumens der aktiven Gasatmosphäre, was vorteilhaft wickelt wird. sein kann, z. B. um die Entkohlungswirkung der
Beispielshalber sei angegeben, daß Pleuelstangen Spülgase zu verringern, wenn eine Hartverchromung durch Pressen eines Eisenpulvers, dessen Körner gewünscht wird.
einen mittleren Durchmesser von 40 Mikron hatten, Schließlich kann die Anwesenheit von schlecht
mit einem Druck von 5 t/cm2 hergestellt wurden; ge- 25 leitenden Stoffen in dem Regenerierungsmetall an gesintert und verchromt (mit Fluorid) wird gleichzeitig eigneten Stellen die Kondensation der Chromfluoride durch eine Behandlung während 1 Stunde und 30 Mi- an hierfür etwa eingeführten Fallen und/oder an um nuten bei 1100° C, wobei die durch Abschleifen und kalte Stellen herum angeordnetem Chrom begrenzen. Ätzen mit Schwefelsäure sichtbar gemachte Diffu- Die eingeführten Einbettungsteilchen können in
sionsschicht eine Dicke von 0,12 mm aufwies. Die 30 ihrem Innern und an ihrer Oberfläche verschieden Oberfläche war gleichmäßig glänzend und widerstand sein, wobei nur der oberflächliche Stoff von Bedeuder atmosphärischen Korrosion. tung ist. Dieser Stoff kann eine natürliche oder künst-
Bei Vornahme der gleichen Behandlung an Teilen, liehe Verbindung sein; er ist vorzugsweise ein Metallweiche bereits eine 2stündige Vorsinterung bei etwa oxyd, welches rein oder in Form eines oxydierten der gleichen Temperatur von 1120° C erfahren hat- 35 Metalls eingeführt werden kann, ten, wurde festgestellt, daß sich die Dehnungskenn- Der Hüllstoff soll möglichst folgende Eigenschaf
größen des Teils und seine Kerbschlagzähigkeit nach der darauffolgenden Behandlung zur Sinterung und Verchromung etwa verdoppelt hatten.
Es wurde ferner festgestellt, daß mit einem Druck von 4 t/cm2 gepreßtes pulverförmiges Eisen (Korngröße 40 μπι) in Anwesenheit von Fluorid bei 1050 anstatt 1150° C sich sintern ließ.
Bei Karbonyleisenpulver kann bei Vornahme einer entkohlenden Vorbehandlung eine gute Sinterung bei 875 bis 900° C erhalten werden.
Eine weitere Möglichkeit der Erfindung ist besonders für die Sinterung von Teilen aus unter Druck vorgeformten Pulvern interessant. Es gestattet, die Verzerrung (Verformung, Zusammensacken usw.) der Teile während der Behandlung zu vermeiden (oder wenigstens auf zulässige Werte zu begrenzen) sowie die Hafterscheinungen zu verhindern, welche in diesem Fall besonders zu befürchten sind.
Die Teile werden hierzu während der Behandlung von einer Einbettung getragen und gestützt, welche so beschaffen ist, daß sie die erforderliche Strömung des aktiven Dampfes zuläßt.
Diese Einbettung besteht zweckmäßig aus dem
ten aufweisen; er soll:
a) temperaturbeständig sein,
b) wenig und allmählich auf die in dem Behälter enthaltenen halogenierten Stoffe einwirken,
c) durch Wasserstoff in einem sauren und halogenierten Mittel nur wenig reduzierbar sein,
d) eine solche Korngröße haben, daß er die Strömung der Gase zuläßt und nicht eine zu bedeutende thermische Trägheit bildet,
e) wenig porös sein, um nicht einen Halogenidüberschuß zurückzuhalten, welcher bei einem späteren Arbeitsgang wie ein Kontaktreaktionsmittel verhalten würde,
f) nicht mit dem Metall des behandelten Teils oder mit dem Metall oder den Metallen zur Regenerierung Legierungen bilden, deren Schmelzpunkt niedriger als der der reinen Metalle ist, und zwar zur Vermeidung von Hafterscheinungen.
Es ist besonders zweckmäßig, wenigstens einen der folgenden Körper zu benutzen: Zirkon (ZrO2), Thoriumoxyd (ThO2), Aluminiumoxyd (Al2O3).
Metall oder den Metallen zur Regenerierung des 60 Man kann auch Chromoxyd (Cr2O3), Titanoxyd Fluorids in feinverteiltem Zustand, wobei die Klein- (TiO2), Berrylliumoxyd (BeO) und Kieselerde (SiO2)
benutzen.
Nach dem gleichen Gesichtspunkt kann man auch als Füllstoff hochtemperaturbeständige Metalle be-
heit der Metallteilchen jedoch durch die Notwendigkeit der Verhinderung ihres Zusammensinterns begrenzt ist.
Bei der Verchromung kann die Größe der Chrom- 65 nutzen, wie z. B. Molybdän und Wolfram, welche in teilchen kaum unter einige Kubikmillimeter herunter- geeigneter Weise zerstückelt sind, gehen, wenn in der Nähe von 1100° C gearbeitet Falls der herzustellende Teil aus wenigstens einem
wird. zum Zwecke der Sinterung gepreßten hauptsächlich
metallischen Pulver besteht, wird in die Sintermasse ein im wesentlichen nicht flüchtiges Fluorid eines oder mehrerer Metalle (vielleicht sogar des Grundmetalls) eingeführt, welches vorzugsweise unter den Metallen ausgewählt wird, welche mit den metallischen Grundteilchen feste Lösungen ergeben, welche bei einer niedrigeren Temperatur als die Grundmetalle schmelzen.
Hierfür ist es wichtig, daß das Zusatzmetall, welches von dem Grundmetall verschieden ist, auf diesem Grundmetall eine Diffusionsschicht ergeben kann.
Der Anteil an Zusatzstoff soll zwischen einem in der Nähe von Null liegenden Wert und einem Wert liegen, welcher der Sättigung der festen Lösung des Zusatzstoffs in dem Grundmetall entspricht.
Beispielshalber kann angenommen werden, daß in den meisten Fällen der Fluoridzusatz zwischen 0,1 und 3 Gewichtsprozent der Sinterungsmasse liegt.
Obwohl das Metallfluorid der Sinterungsmasse unmittelbar zugesetzt werden kann, erscheint es ao zweckmäßiger, es in situ in dieser Masse dadurch zu bilden, daß man dieser letzteren Metallteilchen zusetzt, welche den Metallfluoriden entsprechen, welche man durch Einwirkung der fluorierten Säuredämpfe in situ zu bilden wünscht.
In jedem Fall erfolgt die Auswahl der in die so zu der Sinterungsmasse zugesetzten Fluoride eingehenden Hilfsmetalle unter Berücksichtigung der diese Sinterungsmasse bildenden Grundmetalle.
Nachstehend sind einige Beispiele angegeben, wobei jedesmal die Hilfsmetalle in der Reihenfolge abnehmenden Interesses aufgeführt sind.
Falls das Grundmetall Eisen ist, sind die zweckmäßigen Hilfsmetalle: Nickel, Mangan, Zink- Silizium, und zwar in reinem Zustand oder in Form von Legierungen, insbesondere von Ferrolegierungen; ferner kann man, obwohl weniger vorteilhaft, noch Aluminium, Chrom, Kobalt, Titan, Vanadium und Zink anführen.
Falls das Grundmetall Chrom ist, sind die zweckmäßigen Hilfsmetalle Eisen und Aluminium.
Falls das Grundmetall Molybdän und/oder Wolfram ist, sind die zweckmäßigen Hilfsmetalle Chrom, Eisen, Silizium und Aluminium.
Falls das Grundmetall Kupfer ist, sind die zweckmäßigen Hilfsmetalle Aluminium und Zink.
Selbst bei Fehlen eines von dem Grundmetall verschiedenen Hilfsmetalls stellt man eine Verbesserung der Sinterung in einer fluorierten Atmosphäre fest.

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Sinterung und gleichzeitigen Diffusionsmetallisierung von Formstücken, die durch Pressen aus Metallpulvern mit einem Gehalt an Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt sowie gegebenenfalls weiteren metallischen Zusätzen und/oder temperaturbeständigen Stoffen, wie Oxyden, hergestellt sind, in einer reduzierenden Wasserstoff Sphäre in Anwesenheit mindestens einer Halogenverbindung, dadurchgekennzeichnet, daß die gegebenenfalls vorgesinterten Formstücke sowie ein geeignetes Metallfluorid bzw. Stoffe, die unter Hitze ein solches abgeben, in das Innere des Behandlungsofens eingesetzt werden, in dem sich eine wasserstoffhaltige Atmosphäre bewegt, und zwar unter Benutzung von Sinterkisten, die unter den Verfahrensbedingungen teilweise dicht sind, indem diese Kisten nur begrenzt aus der Ofenatmosphäre das Eindringen von Wasserstoff gestatten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Behandlungstemperatur, daß das aus der Zersetzung des Metallfluorids herstammende Zusatzmetall im wesentlichen in das Grundmetall der behandelten Stücke diffundiert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallpulver Eisen, Nickel, Kobalt, allein oder in Mischung und als Metallfluorid ein Chromfluorid verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Vorsinterungsbehandlung, die den Formstücken eine merkliche mechanische Festigkeit verleiht, ehe sie dem Dampf der Fluorverbindung ausgesetzt werden, und eine Diffusionsbehandlung der genügend mechanisch verfestigten Vorsinterlinge, nachdem die Bindemittel für die Formgebung entfernt worden sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fluorverbindung eines solchen Metalls in die Sintermasse eingeführt wird, daß es mit dem Grundmetall der Sinterlinge feste Lösungen mit einem Schmelzpunkt bildet, der unterhalb des Schmelzpunktes des Metalls der zu sinternden Stücke liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Formstücke eingeführte Fluorverbindung erzeugt wird, indem man ein geeignetes Metallpulver, welches in wählbarer Menge in die Sintermasse eingebettet ist, der Wirkung des Wasserstoffes und der Flußsäure aussetzt, die sich in den Sinterkisten befindet.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke während ihrer Behandlung in eine für den Dampf durchlässige körnige Masse eingebettet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbettmasse aus Körnern des oder der Metalle, die den Dampf der Fluorverbindung regenerieren, besteht, vorzugsweise derart, daß diesen Metallkörnern außerdem hochfeuerfeste, borfreie, während der Diffusion chemisch inerte Körner beigemischt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung zerbrechlicher Sinterteile der Einbettmasse ein oder zwei Stoffe geeigneter Korngröße beigemischt werden, die sich unter den Umsetzungsverhältnissen inert verhalten.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 673 505, 753 651,
580, 893 601;
britische Patentschrift Nr. 617 849;
Chemisches Zentralblatt, 1951/11, S. 448.
DEO3006A 1953-02-04 1953-06-16 Verfahren zur Sinterung und gleichzeitigen Diffusionsmetallisierung von Formstuecken Pending DE1189723B (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR40253X 1953-02-04
FR120353X 1953-03-12
FR631962 1953-03-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1189723B true DE1189723B (de) 1965-03-25

Family

ID=27245008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEO3006A Pending DE1189723B (de) 1953-02-04 1953-06-16 Verfahren zur Sinterung und gleichzeitigen Diffusionsmetallisierung von Formstuecken

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3185566A (de)
CH (1) CH316865A (de)
DE (1) DE1189723B (de)
FR (3) FR1060225A (de)
GB (1) GB783952A (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0696649A1 (de) * 1994-08-12 1996-02-14 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Verfahren zur Herstellung eines korrosions- und hitzebeständiges Körpers

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1060225A (fr) * 1953-02-04 1954-03-31 Onera (Off Nat Aerospatiale) Perfectionnements apportés aux procédés pour l'établissement de pièces métalliques devant subir un traitement pour la formation d'au moins un alliage superficiel de diffusion, notamment à base de chrome
US3359098A (en) * 1965-02-17 1967-12-19 Allied Chem Consolidation by chemical sintering
US3373018A (en) * 1965-02-17 1968-03-12 Allied Chem Production of rigid shapes of refractory metals by decomposition of the metal hexafluoride in the interstices of a green compact
US3410684A (en) * 1967-06-07 1968-11-12 Chrysler Corp Powder metallurgy
US3535103A (en) * 1968-04-10 1970-10-20 Atomic Energy Commission Method of making metal alloy powders
US3778586A (en) * 1970-04-02 1973-12-11 Composite Sciences Process for coating metals using resistance heating of preformed layer
US3917149A (en) * 1972-09-15 1975-11-04 Mallory Composites Process of preparing embossed sintered articles of manufacture
JPS6274001A (ja) * 1985-09-26 1987-04-04 Nippon Kokan Kk <Nkk> 金属焼結体の製造方法
US4839139A (en) * 1986-02-25 1989-06-13 Crucible Materials Corporation Powder metallurgy high speed tool steel article and method of manufacture
US9457405B2 (en) * 2012-05-29 2016-10-04 H.C. Starck, Inc. Metallic crucibles and methods of forming the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE673505C (de) * 1935-01-17 1939-03-23 Franz Skaupy Dr Verfahren zur Herstellung von kompakten Metallkoerpern
GB617849A (en) * 1946-10-22 1949-02-11 Metal Gas Company Ltd Improvements in the manufacture of articles from ferrous metal powders
DE851580C (de) * 1944-03-03 1952-10-06 Basf Ag Verfahren zur Erzeugung von Niobueberzuegen auf Metallen
DE753651C (de) * 1943-02-21 1953-06-29 Ig Farbenindustrie Ag Verfahren zur gleichzeitigen Krafterzeugung, Rueckgewinnung von Ammoniak aus gebrauchtem und Anwaermung von frischem Kupfer-Kunstseide-Faellwasser
DE893601C (de) * 1943-10-21 1953-10-19 Eisen & Stahlind Ag Verfahren zur Herstellung von Diffusionsueberzuegen

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2656595A (en) * 1953-10-27 Chromium-alloyed corrosion-resist
US2657127A (en) * 1950-03-31 1953-10-27 American Electro Metal Corp Production of chromium-alloyed corrosion-resistant metal powders and related products
US2874070A (en) * 1951-05-16 1959-02-17 Onera (Off Nat Aerospatiale) Method for the formation of diffusion superficial alloys, in particular chromium alloys
FR1060225A (fr) * 1953-02-04 1954-03-31 Onera (Off Nat Aerospatiale) Perfectionnements apportés aux procédés pour l'établissement de pièces métalliques devant subir un traitement pour la formation d'au moins un alliage superficiel de diffusion, notamment à base de chrome
US2875112A (en) * 1955-06-13 1959-02-24 Deutsche Edelstahlwerke Ag Process for improving the physical properties of chromized articles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE673505C (de) * 1935-01-17 1939-03-23 Franz Skaupy Dr Verfahren zur Herstellung von kompakten Metallkoerpern
DE753651C (de) * 1943-02-21 1953-06-29 Ig Farbenindustrie Ag Verfahren zur gleichzeitigen Krafterzeugung, Rueckgewinnung von Ammoniak aus gebrauchtem und Anwaermung von frischem Kupfer-Kunstseide-Faellwasser
DE893601C (de) * 1943-10-21 1953-10-19 Eisen & Stahlind Ag Verfahren zur Herstellung von Diffusionsueberzuegen
DE851580C (de) * 1944-03-03 1952-10-06 Basf Ag Verfahren zur Erzeugung von Niobueberzuegen auf Metallen
GB617849A (en) * 1946-10-22 1949-02-11 Metal Gas Company Ltd Improvements in the manufacture of articles from ferrous metal powders

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0696649A1 (de) * 1994-08-12 1996-02-14 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Verfahren zur Herstellung eines korrosions- und hitzebeständiges Körpers
US5672387A (en) * 1994-08-12 1997-09-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Process for the production of heat- and corrosion-resistant porous metal body

Also Published As

Publication number Publication date
FR1060225A (fr) 1954-03-31
CH316865A (fr) 1956-10-31
US3185566A (en) 1965-05-25
FR73326E (fr) 1960-11-30
FR67580E (fr) 1958-03-14
GB783952A (en) 1957-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1189723B (de) Verfahren zur Sinterung und gleichzeitigen Diffusionsmetallisierung von Formstuecken
DE2415035C3 (de) Verfahren zum pulvermetallurgischen Herstellen eines Gleitstücks hoher Festigkeit, insbesondere einer Scheiteldichtung für Drehkolbenmaschinen
DE1219104B (de) Poroeses Sintergeruest fuer Elektroden galvanischer Elemente
DE2137761A1 (de) Hochlegierte Stahlpulver
DE2049757A1 (de) Verfahren zum Herstellen beschichteter Gegenstände
DE2537112C3 (de) Verfahren zum Herstellen einer Schweißelektrode zum Hartauftragsschweißen
DE1533320C3 (de) Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von porösen Metallkörpern
DE1558805B2 (de) Verfahren zur herstellung von verformten werkstuecken aus dispersionsverstaerkten metallen oder legierungen
DE2549298C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer gesinterten Silber-Cadmiumoxyd-Legierung
EP0710516B1 (de) Verfahren und Spritzgussmasse für die Herstellung metallischer Formkörper
DE1483688B2 (de) Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung poröser Aluminiumlegierungsgegenstände
DE1483292C3 (de) Verfahren zur weitgehenden Verhinderung der Wasserstoffversprödung von sauerstoffhaltigem, insbesondere zähgepoltem oder dispersionsgehärtetem Kupfer oder einer solchen Kupferlegierung
DE1924869A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Nickel-Aluminium-Legierung
DE1260153B (de) Verfahren zur Herstellung von in Kernreaktoren verwendbaren Koerpern
DE1191113B (de) Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von kriechfesten Legierungen
DE1817495C (de) Verfahren zur pulvermetallur gischen Herstellung einer chrom haltigen Legierung
AT222772B (de) Verfahren zur Herstellung von Material für Atomreaktoren auf pulvermetallurgischem Wege
DE2021396B2 (de) Hochtemperaturfeste und korrosionsbestaendige keramik-metall-verbindung
DE1279332B (de) Verfahren zum pulvermetallurgischen Herstellen von Genauteilen aus Stelliten oder stellitaehnlichen Legierungen
DE2215686A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Form korpern aus einem Dispersionswerkstoff auf Edelmetall Basis
DE2164738C2 (de) Verfahren zur Nachbehandlung metallkeramischer Formkörper
DE1960531A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Verbundkoerpern aus losen Schuettungen von mit Metallen beschichteten Teilchen aus Brenn- und/oder Brutstoffen fuer Kernreaktoren
DE3907310C2 (de)
DE723475C (de) Kontaktkoerper zur Durchfuehrung katalytischer Reaktionen
DE2248129C3 (de) Dispersionsverfestigter Sinterkörper sowie Verfahren zu dessen Herstellung