DE1296805B

DE1296805B - Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Formkoerpern mit selbstschmierenden Eigenschaften

Info

Publication number: DE1296805B
Application number: DESCH37117A
Authority: DE
Original assignee: WASELS KLAUS PETER
Current assignee: WASELS KLAUS PETER
Priority date: 1965-05-25
Filing date: 1965-05-25
Publication date: 1969-06-04

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren der Pulvermetallurgie zur Herstellung von Formkörpern mit Eigenschmierfähigkeit. Es ist bekannt, Verbundwerkstoffe mit feindispersen, hochschmelzenden, metallischen und nichtmetallischen Einlagerungen pulvermetallurgisch herzustellen. Die Vorteile dieser Herstellung sind bekannt. Sie ermöglichen bei großen Stückzahlen besonders wirtschaftliche Fertigungsverfahren, die Einhaltung enger Toleranzen und die Erstellung von Großserien von Einzelteilen, die ohne mechanische Nacharbeit einbaufertig entstehen.
Durch Mischung von metallischen Basispulvern unter Zusatz von Pulvern, die auch nichtmetallischer Art sein können, werden durch die bekannten Verfahren Sintereisen, Sinterstähle, Sinterbronzen sowie verformbare hochwarmfeste und kriechbeständige Verbundwerkstoffe hergestellt. Ebenso sind die aus Karbiden, Boriden, Nitriden, Oxiden, SiIiziden, Disiliziden und ähnlichen Basispulvern hergestellten Hartwerkstoffe bekannt. Ebenso sind oxidkeramische und auf Steatitgrundlage gesinterte Stoffe bekannt.
Zahlreiche Verfahren zur Verbesserung der Sintereigenschaften und Förderung der Sinterfähigkeit wurden in der Vergangenheit entwickelt und sind als bekannt anzusehen und werden vorteilhaft in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandt.
Es sind ferner Verfahren bekannt, die durch Ausnutzung der besonderen Eigenschaften der einzelnen Elemente der Pulvermischungen die Eigenschaften des gesinterten Verbundkörpers bestimmen und die Voraussetzung für eventuelle Nachbehandlungsmöglichkeiten (Verformung: Schmieden, Pressen, Walzen oder anderweitige Verformung, Härt- und andere Verfestigungsverfahren, auch soweit sie zu duktilen, warmfesten Werkstoffen führen) bilden. Bei Gleitlagern und Reibwerkstoffen ist es bekannt, einen porösen Formkörper zur Aufnahme von öl oder sonstigen Schmierstoffen herzustellen.
Es ist ferner bekannt, den Pulvermischungen vor der Sinterung Graphit und Molybdändisulfid als Reibungsminderer zuzusetzen.
Es wurde nun gefunden, daß man besonders gute selbstschmierende Formkörper aus Sinterwerkstoffen dadurch erzielen kann, daß dem Sinterpulver vor der Sinterung Pulver von Bornitrid (BN), Wolframdisulfid (WoS2) und Urandisulfid (US.), einzeln oder alle drei gemeinsam mit definierten Korngrößen in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 5011/o zugefügt werden.
In manchen Fällen ist eine Einsinterung nur eines der drei genannten Stoffe zweckmäßig.
Je nach Anwendungsfall kann es zweckmäßig sein, die Korngröße des Zusatzpulvers größer, kleiner oder gleich der Korngröße des oder der Basispulver zu wählen.
Es wurde ferner gefunden, daß die anteilige Menge an Bornitrid der obigen Mischung mit zunehmender Sintertemperatur größer gewählt werden kann.
Außerdem kann bei Sintertemperaturen, die unter 2000°' C liegen, besonders vorteilhaft ein Teil des Urandisulfids durch eine Mischung aus Graphit und Molybdändisulfid in definierter Zusammensetzung und Korngröße ersetzt werden.
In anderen Fällen ist es vorteilhaft, dem Bornitrid, Wolframdisulfid und/oder dem Urandisulfid nur eine weitere Komponente - Graphit oder Molybdändisulfid - beizufügen.
Besonders für die Herstellung von Reibwerkstoffen kann es von Vorteil sein, wenn man dem Gemisch von Bornitrid, Wolframdisulfid und Urandisulfid bzw. den anderen aufgeführten Mischungen eine Zumischung von 1 bis 50117o weicher Metallpulver, wie Kupfer, Blei, Zinn od. dgl. oder einer Mischung aus solchen Metallpulvern zufügt. Zu diesem Zweck werden diese Komponenten innig gemischt, die Mischung unter Druck verdichtet, aufgebrochen und auf definierte Korngrößen abgesiebt. Gegebenenfalls werden der vorgenannten Mischung vor dem Verdichten elementarer Schwefel oder Schwefelverbindungen oder andere nichtmetallische Zuschlagstoffe zugefügt. Es kann weiter von Vorteil sein, die Mischung nach dem Verdichten, aber vor dem Aufbrechen, einer Sinterbehandlung, gegebenenfalls unter Druck, in Schutzgasatmosphäre oder im Vakuum, zu unterziehen.
Besonders günstig für die Weiterverarbeitung der erfindungsgemäßen Pulvermischungen ist es, die Nitrid- und/oder SuIfidpulverteilchen nach einem der üblichen Verfahren zum Beschichten (chemisches Ausfällen aus Lösungen, Aufdampfen im Vakuum und ähnliches) mit einer die Weiterverarbeitung fördernden Oberflächenschicht metallischer oder nichtmetallischer Art zu versehen. Aus dem gleichen Grunde ist es vorteilhaft, die Basispulverteilchen vor der Weiterverarbeitung nach dem gleichen Verfahren mit einer Oberflächenschicht zu versehen.
Die erfindungsgemäß gewonnenen Werkstoffe eignen sich unter anderem für Lager aller Art, für Zylinderlaufflächen und Kolbenringe, Dichtungsleisten, Reibbeläge aller Art, Hartmetalldüsen, Ziehsteine und Ziehmatrizen, Fließpreß- und Kaltschlagwerkzeuge, oder als Vormaterial zur Weiterverarbeitung durch Walzen, Pressen, Ziehen, Schmieden und ähnliches sowie insbesondere überall da, wo bei Formkörpern an Lauf-, Gleit- oder Reibflächen selbstschmierende Eigenschaften erwünscht sind.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäß hergestellten Mischungen besteht in der Weiterverarbeitung zu Schweißdrähten und Schweißstäben sowie Lötdrähten und Lötfolien für gleitend beanspruchte Verbindungen, wobei die Mischungen z. B. als Umhüllung oder Kern von Schweißstäben dienen.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Formkörpern jeder Art mit selbstschmierenden Eigenschaften aus sinterfähigem Pulver, wie beispielsweise Metallpulvern, aber auch Tonmineralien, Karbiden, Boriden, Siliziden, Nitriden, Ausgangsstoffen für die Steatit- und Oxidkeramik sowie Sintermischstoffen aus derartigen Materialien oder vorgesinterten und wieder aufgebrochenen und auf definierte Korngrößen ausgesiebten Mischstoffen, auch unter Ausnutzung der die Sinterung begünstigenden Wirkung von bekannten Verfahren und Zusatzstoffen, auch bei Sinterung unter Druck, in Schutzgasen und im Vakuum, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß dem Sinterpulver vor der Sinterung Pulver von Bornitrid (BN), Wolfram-), einzeln disulfid (WoS.,) und Urandisulfid (US" oder alle drei V gemeinsam, mit definierten Korngrößen in einer Gesamtmenge von 0,01 bis 5011/o zugefügt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Bornitrids, Urandisulfids o der Wolframdisulfids durch Graphit ersetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Bornitrids, Urandisulfids oder Wolframdisulfids durch Molybdändisulfid ersetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Bornitrids, Urandisulfids und/oder Wolframdisulfids durch eine Mischung aus Graphit oder Molybdändisulfid ersetzt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Nitrid- und/oder Sulfidpulvern 1 bis 50 % an weichen Metallpulvern, wie Kupfer, Blei, Zinn und/oder dgl. zugemischt werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nitrid- und/ oder Sulfidpulverteilchen vor der Weiterverarbeitung nach einem der üblichen Verfahren zum Beschichten (chemisches Ausfällen aus Lösungen, Aufdampfen im Vakuum u. ä.) mit einer die Weiterverarbeitung fördernden Oberflächenschicht metallischer oder nichtmetallischer Art versehen werden.