DE1227663B - Verfahren zum Herstellen von metallkeramischen Formkoerpern - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von metallkeramischen FormkoerpernInfo
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Description
- Verfahren zum Herstellen von metallkeramischen Formkörpern Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von metallkeramischen Formkörpern, die 'verbesserte mechanische Festigkeiten bei niedrigen lind erhöhten Temperaturen, gute Zähigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit besitzen, und betrifft insbesondere keramische Werkstoffe und Formkörper, die ein Metallskelett enthalten.
- Es ist seit einiger Zeit bekannt, daß sich Metallfasern, die in der Regel durch Abspanen aus Metalldrähten, Fäden u. dgl. gewonnen werden, miteinander »Verfilzen« und als Filze zu Formkörpern sintern lassen (sogenannte Fasermetallurgie).
- Gemäß einem bekannten Verfahren lassen sich dabei metallische Körper aus Stahlwolle, mit oder ohne Metallpulver, durch Pressen und Sintern herstellen, wobei das Sintern mit einem Chromdiffusionsprozeß kombiniert ist, jedoch wurde bisher nicht bekannt, daß es technische Vorteile bringt, z. B. inchromierte Stahlwollefasern mit keramischen, oxydkeramischen oder metallkeramischen Massen kombiniert zu verarbeiten, und es war eine besondere Wirkung des Inchromierens der Stahlwolle vor der endgültigen Sinterung auf die Festigkeit der aus Stahlwolle und keramischer Masse bestehenden Verbundkörper nicht vorauszusehen.
- Es wurde auch schon bekannt, daß ein so hergestellter poröser skelettartiger Metallformling als Verstärkungsgerüst für z. B. reines Magnesium zu dienen vermag. Es lag nun nahe, die Metallfasern auch als Verstärkung in keramische Massen einzubauen. Versuche zeigten jedoch, daß bei Verwendung der üblichen Eisen- bzw. Stahlwolle zusammen mit Schlickermassen mit z. B. vorwiegend Aluminiumoxyd keine metallkeramischen Formkörper mit brauchbaren Eigenschaften erhalten werden können, die eine praktische Anwendbarkeit ermöglichen. Zum Teil beruht dies auf der Bildung von Eisen-Aluminiumoxyd-Spinellen, die sehr schlechte mechanische Eigenschaften und einen im Vergleich zum Aluminiumoxyd sehr niedrigen eutektischen Schmelzpunkt von 1ä10° C aufweisen.
- Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile behoben und ein metallkeramischer Werkstoff mit guten mechanischen, thermischen und chemischen Eigenschaften dadurch hergestellt werden kann, daß Metallwolle, und zwar Stahlwolle, einer Diffusionsbehandlung finit einem veredelnden Metall, und zwar Chrom, unterworfen, anschließend geglüht und nach dem Abkühlen mit geeigneten keramischen, oxydkerämischen oder metallkeramischen Schlickermässen versetzt, getrocknet, gegebenenfalls in lederhartem Zustand nachverdichtet und gesintert wird. Man kann auch so verfahren, daß die Stahlwolle vor der Diffusionsbehandlung in Form von Einzelfasern geschichtet, danach in die gewünschte Gestalt der Formkörper vorgepreßt und anschließend gesintert wird. Danach erfolgt die Diffusionsbehandlung und Weiterverarbeitung.
- Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Stahlwolle in Faserstärken von maximal 0,6 mm, vorzugsweise kleiner als 0,1 mm, zu verwenden. Grundsätzlich sind möglichst geringe Faserstärken anzustreben, d. h., nach unten sind im Herstellungsverfahren der Stahlwolle Grenzen gesetzt. Weiter hat sich gezeigt, daß der Kohlenstoffgehalt in relativ weiten Grenzen variiert werden kann. Im erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Stahlwolle mit mehr als 0,10/0 Kohlenstoff benutzt werden, in manchen Fällen sogar mit mehr als 1% Kohlenstoff. Die chemische Analyse der Stahlwolle muß auf den Dif£usionsprozeß und die Oxydkeramik abgestimmt werden, Für manche Verwendungszwecke kann es zweckmäßig sein, auf den so hergestellten Formkörpern nach dem Trocknen eine zusätzliche Oberflächenschicht aus einer karbidkeramischen Schlickermasse, vorzugsweise durch Tauchen oder Spritzen, aufzuziehen. Der so gewonnene metallkeramische Werkstoff besteht eründungsgemäß aus einer metallischen und einer keramischen Phase, die in Form von ineinanderverschachtelten Netzwerken an den Phasengrenzen fest haftend miteinander verbunden sind, wobei die metallische Phase aus, homogen inchromierter Stahlwolle besteht.
- Dieser erfindungsgemäße Werkstoff besitzt ausgezeichnete mechanische, technologische, thermische Eigenschaften und ist zunderbeständig, was darauf zurückzuführen ist, daß die homogen inchromierte Stahlwolle eine gute Adhäsion zu keramischen Massen, insbesondere zum Aluminiumoxyd, besitzt.
- Metallkeramische Verbundwerkstoffe aus Aluminiumoxyd und Chrompulver zeigen, daß .die Einbindung von Chrommetall in der -keramischen Grundmasse besonders. gut ist, was man zum Teil darauf zurückführt, daß sich an den Phasengrenzen zwischen Chrommetall und Aluminiumoxyd 'eine übergangsphase aus Chromoxyd-Aluminiumoxyd-Spinell (Rubin) bildet.
- Diese Rubinphase besitzt ähnliche Eigenschaften wie die Aluminiumoxydgrundmasse selbst.
- Die gute Adhäsion zwischen inchromierter Stahlwolle und Keramik kann auf einen ähnlichen Mechanismus zurückgeführt werden.
- Die zu verwendenden Mengenverhältnisse von keramischer Masse (AluminiumöÄyd) und inchromierter Stahlwolle richten sich nach dem Verwendungszweck. Je größer der Anteil der inchromierten Stahlwolle ist, desto höher liegt die Zähigkeit und Schlagfestigkeit des fertigen Werkstoffes: In- der Regel wird angestrebt, die Volumenanteile von Aluminiumoxyd und inchromierter Stahlwolle im Verhältnis von 1: 1 zu verwenden: Ferner läßt sich die Dichte des erfindungsgemäßen Werkstoffes -den vorgesehenen Verwendungszwecken anpassen und bei der Herstellung variieren. Wenn man die in bekannter Weise hergestellten Metallfasern, die noch auf bestimmte zweckmäßige Längen geschnitten sein können, z. B. auf 5 bis 50 mm, inchromiert und glüht und die nunmehr homogen mit Chrom angereicherten Stahlfasern mit Schlickermasse vermengt und danach im Ofen sintert, so resultiert nach dem Sintern und- Auskühlen. ein vergleichsweise dichtes Material mit einem Raumgewicht zwischen 4;0 und: 5;0 g/cm3-. -Höhere -Räumgewichte erhält-, man; -wenn: man dieses-- Material nach: dem Austrocknen im sogenannten lederharten -Zustand nachverdichtet oder wenn.--man vordem Inchromieren die Stahlwolle. zu. skelettförmigen Körpern- sintert, diese Körper dann-inchromiert und glüht und die -so behandelten Körper mit der Schlickermasse-tränkt und nach dem.Trocknungsprozeß wiederum im lederharten Zustand nachverdichtet. Dieses Verfahren eignet sich -besonders für die Herstellung von Teilen komplizierter Formen, . beispielsweise Turbinenschaufeln. @- . . , -Setzt =man: Stahlwolle mit relativ hohem Kohlenstoffgehalt ein, so entstehen -beim. Inchromieren in der Chromlegierung-größere Mengen Chromkarbid. Da Karbide . mehr -oder -weniger keramikähnlichen Charakter- haben; - ist-die Einbindung einer solchen Stahlwolle in der keramischen Grundmasse noch besser: Aus diesem Grund steht das= Inchromieren von -Stahlwolle. mit höherem Kohlenstoffgehalt in diesem Falleim Gegensatz zu der in der Literatur vertretenen -Auffassung,. wonach. der Kohlenstoffgehalt in jedem Fall kleiner -als 0,1% sein soll.
- Ein solcher-Werkstoff--kann durch eine Beschichtung--mit- einem .Cermetwerkstoff, der besonders gute Schneideigenschaften- besitzt, zu keramischen Schneidplatten-mit-relativ gutenSchneideigenschaften verarbeitet-werden.- Die, Cermetschicht wird auf den getrockneten Stahlwolle-Keramikkörper durch Tauchen oder Spritzen aufgebracht und gemeinsam-versintert. Der Grundkörper übernimmt-beim späteren Einsatz die Rolle des Festigkeitsträgers. . -Es genügt eine dünne Auftragsschicht von einigen Zehntelmillimetern. Diese Schneidplatten können allerdings nicht nachgeschliffen werden, sondern müssen als sogenannte »Wegwerfplatten« verwendet werden.
- Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formkörper sind infolge ihrer hohen Festigkeiten und ihrer guten Wärmeleitfähigkeit insbesondere vorteilhaft.-zur Verwendung als Werkstoff für z. B. Maschinenbauteile und Schneidplatten.
- Beispiel 1 Aus einem Spezial-Stahldraht mit folgender Analyse:--0,139/o C, -1,06-1Q/o-Mn; 0;042% P; 0,009-% S, 0,05 % Cr und Spuren von Si wurde durch Abspanen Stahlwolle in Form von vielen Einzelfasern mit einer Faserstärke- kleiner .als: 0,01 mm und: .einer- durchschnittlichen --Faserbreite@#.von etwa: 0,1 mm: berge= stellt. Die Länge der Fasern war unterschiedlich und reichte bis zu einigen Metern> Die,sö erhaltene-Stahl= wolle wurde- locker in- einen: entsprechendem Inchromierungsbehälter: -in-- Chromgranulat-_eingelegt -und mit Chlorwasserstoffgas -bei-110.09. C etwa-3: Stunden lang-, einer -Chromdiffusionabehandlung_ unterzogen. Danach wurde die Stahlwolle durch eine Glühung unter reduzierender Atmosphäre bei 1300° C 5 Stunden geglüht,: wodurch-eine homogene Verteilung des Chroms über den der Stahl= wolle erreicht wird. -Nach: dem-- Abkühlen - resultierte..- eine Stahlwolle; die einen durchschnittlichen Chromgehalt .von etwa 30% aufwies. Die so erhaltene Stahlwolle wurde wieder in -:einzelne Fasern zerteilt. und mit -einer Schlickermasse, enthaltend 95% A1203 -I- 5%.Kaolin, vermischt. Diese Mischung wurde -in einer Preßform mit 5 t/cm2 verdichtet--und bei-1550° C 1 -Stunde im Vakuum gesintert.--Nach= dem: Abkühlen resultierte ein Formkörper,- der. aus- Keramik- -und -50 Volum= prozent Stahlwolle bestand- und der eine gute Wärmeleitfähigkeit sowie vergleichsweise hohe Festigkeit aufwies.
- teispie.l"2 Die Metallwolle wurde, wie im Beispiel 1-. beschrieben, aus Stahldraht hergestellt, die -Fasern -in gerichteter Form in .einzelnen Lagen und verschiedenen Winkeln zueinander angeordnet.: Die so.-vorgerichte--. ten Fasern wurden in einer rechteckigen Vorpreßform mit 0,5 t/cm2 vorverdichtet. Es- enstand eine Verklammerung der Einzelfasern untereinander, so daß nach dem Pressen der- Vorpreßling bereits. eine der Endform in etwa- entsprechende Gestalt aufwies: Die Vorformlinge würden nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren- inchromiert. Die Inchromierungstemperatur betrug. jedoch 1200° C, die Incliromierungszeit 2 Stunden. Nach Ablauf dieser Frist wurde der Chlorwasserstoffstrom abgeschaltet und der Inchromierungsbehälter mit Wasserstoff gespült, wobei, die Temperatur: über -weitere.3 Stunden gehalten wurde. Es entstand ein homogen inchromiertes, durchgehend vernetztes- Metallgerüst; das nach dem Abkühlen mit der im Beispiel 1 genannten Keramikmasse als. -Schlicker getränkt wurde. - Nach dem Trocknen wurde der. erhaltene Körper im lederharten Zustand mit 2 t/cm? nachverdichtet und .bei 95° C 10: Stunden nachgetrocknet: Danach folgte die Sinterung im Vakuum bei 1550° C über -1 Stunde. Es resultierte ein metallkeramischer Körper; der-hin-_ sichtlich seiner physikalischen, technologischen und chemischen Eigenschaften dem im Beispiel 1 genannten Körper noch etwas überlegen war.
- Beispiel 3 Ein Formkörper wurde wie nach Beispie12 aus Stahlwolle vorgepreßt und einer Sinterung bei 1350°C im Wasserstoffstrom 1 Stunde lang unterzogen. Durch diese Behandlung sind die Einzelfasern miteinander verschweißt, und das Stahlwolleskelett besitzt eine hohe Festigkeit bei sehr großer Porosität. Danach wurde das Stahlwolleskelett 3 Stunden lang bei 1100° C, wie im Beispiel 1 und 2 beschrieben, inchromiert. Eine nachfolgende Ausgleichsglühung bei 1300° C im Wasserstoffstrom sorgte für eine Homogenisierung des Chromgehaltes. Die Glühdauer lag bei etwa 5 Stunden.
- Der so erhaltene Skelettkörper wurde mit einem Keramikschlicker nach Beispiel 1 im Vakuum getränkt, bei 95° C an Luft getrocknet und im lederharten Zustand mit 2 t/cm2 nachverdichtet.
- Die Endsinterung erfolgte bei 1550° C im Hochvakuum über 1 Stunde. Der so erhaltene metallkeramische Körper wies sehr gute Eigenschaften auf. Beispiel 4 Es wurde ein Formkörper nach dem im Beispiel 2 genannten Verfahren hergestellt und inchromiert, wobei der Kohlenstoffgehalt der Stahlwolle jedoch 1,2% betrug. Dieser Formkörper wurde mit der im Beispiel 1 und 2 genannten Masse getränkt und getrocknet. Danach wurde dieser Formkörper in einer dünnflüssigen karbid-keramischen Schlickermasse getaucht und die überschüssige karbid-keramische Suspension durch Abtropfen entfernt, so daß nur eine 0,2 mm starke Schicht haftenblieb. Durch die aufgenommene Suspensionsflüssigkeit erhielt dieser Formkörper wieder plastische Eigenschaften und wurde bis zum lederharten Zustand nachgetrocknet und in einer Stahlmatrize mit 6 t/cm2 nachverdichtet. Die Sinterung erfolgte bei 1700° C imVakuum. Die Sinterzeit betrug 1 Stunde. Der so erhaltene Formkörper ließ sich nach vorsichtigem Anschleifen mit einem Diamantschleifstein für Zerspanungszwecke auf einer Drehbank einsetzen.
Claims (5)
- Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen von metallkeramischen Formkörpern, bei denen der keramische Werkstoff durch Stahlfasern verstärkt ist, d a -durch gekennzeichnet, daß die Stahlfasern vor dem Zusammenbringen mit der keramischen Masse einer Diffusionsbehandlung mit Chrom unterworfen, anschließend geglüht und nach dem Abkühlen mit keramischen, oxydkeramischen oder metallkeramischen Schlickermassen versetzt, getrocknet, gegebenenfalls im lederharten Zustand nachverdichtet und dann gesintert werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlwolle vor der Diffusionsbehandlung in Form von Einzelfasern geschichtet, danach in die gewünschte Gestalt der Formkörper vorgepreßt und anschließend gesintert wird, worauf dann die Diffusionsbehandlung und Weiterverarbeitung vorgenommen wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlwolle in Faserstärken von maximal 0,6 mm, vorzugsweise kleiner als 0,1 mm, verwendet wird.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Stahlwolle mit einem Kohlenstoffgehalt über 0,1% verwendet wird.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Trocknen eine zusätzliche Oberflächenschicht aus Cermetmasse, vorzugsweise durch Tauchen oder Spritzen, aufgezogen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 706 486; The American Ceramic Society Bulletin, Bd. 38 (1959), S. 345 bis 348; Materials in Design Engineering, Bd. 50 (1959), Dezemberheft, S. 104 bis 106.
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| US5332483A (en) * | 1990-07-06 | 1994-07-26 | Igr Enterprises, Inc. | Gas separation system |
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| DE69129305T2 (de) * | 1990-07-06 | 1998-11-19 | Igr Ets Inc | Duktile keramische zusammensetzungen |
| CN113524393B (zh) * | 2021-07-02 | 2022-11-15 | 红云红河烟草(集团)有限责任公司 | 一种切丝机专用陶瓷刀片及制造方法 |
Citations (1)
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB706486A (en) * | 1951-01-09 | 1954-03-31 | Diffusion Alloys Ltd | A process for the manufacture of metal articles |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3689614A (en) * | 1970-01-28 | 1972-09-05 | Abex Corp | Centrifugal molding of ceramic tubes containing metal fibers |
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