DE1301017B

DE1301017B - Method for preventing warping in the powder metallurgical production of slim shaped bodies

Info

Publication number: DE1301017B
Application number: DEC31400A
Authority: DE
Inventors: Tarkan Stuart E; Wojtowicz Edward G
Original assignee: Chromalloy American Corp
Current assignee: Chromalloy American Corp
Priority date: 1962-12-21
Filing date: 1963-11-13
Publication date: 1969-08-14
Also published as: US3145100A; GB990316A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verhindern des Werfens oder Verbiegens bei der pulvermetallurgischen Herstellung von schlanken Formkörpern, wie beispielsweise schlanken Stangen, aus einem hochschmelzenden Bestandteil und einer niedrigerschmelzenden Grundmasse. Dabei wird die Pulvermischung verpreßt, anschließend wird mit flüssiger Phase gesintert und schließlich abgekühlt. Im besonderen betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von im wesentlichen geradem, schlankem Rundmaterial aus verdichteten Pulverbestandteilen durch Pulvermetallurgie.The invention relates to a method of preventing warping or bending in the powder metallurgical production of slim shaped bodies, such as slim rods, from a high-melting component and a lower-melting base material. The Powder mixture is pressed, then sintered with the liquid phase and finally cooled. In particular, the invention relates to a method for producing a substantially straight, slender one Round material made from compacted powder components by powder metallurgy.

Derartige Verfahren sind bereits bekannt. Das Pulvergemisch wird zu einer schlanken Form verdichtet, um dem Körper die gewünschte Gestalt zu geben, und der Formkörper wird in einer im wesentlichen nicht oxydierenden Atmosphäre von hoher Temperatur gesintert, damit sich die verdichteten Bestandteile zu einer dichten Struktur zusammensintern lassen.Such processes are already known. The powder mixture is compressed into a slim shape, to give the body the desired shape, and the molded body is in a substantially sintered non-oxidizing atmosphere of high temperature so that the compacted Let the components sinter together to form a dense structure.

Es ist bereits bekannt, die Drucktypen von Schreibmaschinen durch Zusammenpressen und Zusammensintern von Metallpulvern herzustellen. Um die Produktionsrate zu steigern, hat man dabei mehrere einzelne Drucktypen in der Preßform neben- bzw. hintereinander angeordnet, so daß sich beim Verpressen erne Drucktypenreihe ergibt. Anschließend wurde die Drucktypenreihe in die einzelnen Drucktypen zerschnitten. Dabei ist es auch bekannt, zwei Drucktypenpaare Rückseite an Rückseite miteinander zu verpressen und die Preßstempel so auszubilden, daß sich eine eingeschnürte Stelle an der Rückseite der Drucktypenpaare bildet, an der diese Paare später zerschnitten werden, um durch die zu dieser Einschnürung hinführenden Begrenzungsflächen den Verlauf von eventuellen Rissen festzulegen. Ferner ist es bekannt, eine Reihe von Hartmetallplättchen stapelweise dadurch heiß zu pressen, daß zwischen zwei Preßlinge Zwischenplatten gelegt werden, die beim Sintern ein Zusammensintern der benachbarten Hartmetallschichten verhindern. Dieses Stapelsintern hat den Zweck, die Homogenität der zu sinternden Formkörper zu verbessern. Um aus den einzelnen Hartmetallschichten jeweils mehrere Hartmetallplättchen herstellen zu können, sind dabei die Zwischenplatten mit rippenartigen Vorsprüngen versehen, so daß die Hartmetallschichten entsprechende Aussparungen aufweisen, längs derer sie später zerteilt werden können.It is already known to print typewriters by pressing and sintering together of metal powders. To increase the rate of production, you have several individual types of printing arranged next to or behind one another in the mold, so that when Pressing erne printing type series results. The series of printing types was then broken down into the individual Print types cut up. It is also known to combine two pairs of printing types back to back to press and to train the ram so that there is a constricted point on the Forms the back of the printing type pairs, at which these pairs are later cut up in order to get through defining the course of any cracks leading to this constriction. It is also known to hot-press a number of hard metal plates in stacks, that intermediate plates are placed between two compacts, the sintering a sintering of the Prevent adjacent hard metal layers. This batch sintering has the purpose of increasing the homogeneity of the to improve sintering moldings. To make several hard metal plates from the individual hard metal layers to be able to produce, the intermediate plates are provided with rib-like projections, so that the hard metal layers have corresponding recesses along which they are later divided can be.

Das pulvermetallurgische Herstellungsverfahren weist jedoch Schwierigkeiten auf, wenn langgestreckte, d. h. schlanke Körper hergestellt werden sollen. Da der aus der Pulvermischung gepreßte Formkörper beim Sintern nicht unbeträchtlich schrumpft, findet nicht nur eine Querschnittsverminderung statt, sondern treten infolge der unterschiedlichen Längen-Querschnitts-Verhältnisse Biegeerscheinungen auf, so daß nach dem Sintern und Abkühlen keine langgestreckten geraden, sondern gebogene Körper zustande kommen. Dieser Nachteil ist insbesondere bei der Herstellung von Formkörpern anzutreffen, die aus einem hochschmelzenden Bestandteil und einer niedrigerschmelzenden Grundmasse bestehen und bei denen mit flüssiger Phase gesintert wird. So war es bisher praktisch nicht möglich, Stangen mit einem Längen-Querschnitts-Verhältnis von etwa 5:1 oder größer herzustellen. Die gebogenen Formkörper können dann auch nicht ohne weiteres von spitzenlosen Schleifmaschinen bearbeitet werden.However, the powder metallurgical manufacturing process has difficulties when elongated, d. H. slim body should be produced. Since the molded body pressed from the powder mixture does not shrink insignificantly during sintering, not only does a reduction in cross-section take place, but occur as a result of the different length-to-cross-section ratios Bending phenomena so that no elongated ones after sintering and cooling straight but curved bodies come about. This disadvantage is particular encountered in the production of moldings made from a high-melting component and consist of a lower melting base mass and which are sintered with the liquid phase. So it was previously not practically possible to produce rods with a length-to-cross-section ratio of about 5: 1 or greater. The curved ones Moldings can then also not be easily removed from centerless grinding machines to be edited.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verwerfen von schlanken Formkörpern, die nach dem eingangs geschilderten Verfahren hergestellt werden, zu vermeiden.The invention is therefore based on the object of discarding slim moldings that are after the process described above are produced to avoid.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Sinterung mit einer zu einem Stück vereinigten Mehrzahl der schlanken FormkörperThis object is achieved according to the invention in that the sintering with one to one piece united majority of the slender moldings

ίο durchgeführt wird, die über einen dünnen, abbrechbaren Längssteg zwischen jedem Formkörper sich gegenseitig abstützend miteinander verbunden sind, und daß nach dem Abkühlen die gesinterten Formkörper durch Abbrechen ihrer Verbindungsstege voneinander getrennt werden.ίο is carried out over a thin, breakable Longitudinal webs between each shaped body are connected to one another in a mutually supporting manner, and that after cooling, the sintered shaped bodies by breaking off their connecting webs from one another be separated.

Es kann kein Zweifel bestehen, daß das Anfertigen von entsprechenden Preßformen und das Verpressen der Pulvermischung in solchen Preßformen mit nebeneinanderliegenden Formkörpern und diese verbindenden Stegen fertigungstechnisch keinerlei Schwierigkeiten bereitet. Diese Maßnahme führt jedoch zu einer befriedigenden Lösung der seit Jahrzehnten bekannten Aufgabe, denn das unerwünschte Verwerfen bzw. Verbiegen der schlanken Formkörper kann nunmehr verhindert oder zumindest weitgehend vermindert werden.There can be no doubt that the production of appropriate compression molds and the pressing the powder mixture in such compression molds with adjacent Moldings and these connecting webs no difficulties in terms of manufacturing prepares. However, this measure leads to a satisfactory solution to the one that has been known for decades Task, because the undesired warping or bending of the slim shaped body can now prevented or at least largely reduced.

Bei einem Verhältnis von Länge zur Querschnittsdicke der Formkörper von 5:1 wird eine Stegdicke im Bereich zwischen 0,6 und 2 mm für vorteilhaft angesehen. Dabei beträgt das Verhältnis von Querschnittsdicke zur Stegdicke mindestens 4:1.With a ratio of length to cross-sectional thickness of the shaped bodies of 5: 1, a web thickness is obtained considered advantageous in the range between 0.6 and 2 mm. The ratio of the cross-section thickness is to the web thickness at least 4: 1.

Sofern erforderlich, wird jeder der gesinterten und abgetrennten Formkörper entgratet.If necessary, each of the sintered and separated shaped bodies is deburred.

Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich auch dadurch bewerkstelligen, daß aus der Pulvermischung zuerst eine Platte gepreßt wird und daß die Platte vor der Sinterung so weit bearbeitet wird, daß eine Mehrzahl gleicher, schlanker Formkörper, die über einen dünnen, abbrechbaren Steg miteinander verbunden sind, gebildet wird. Dadurch bildet die Herstellung der Preßform gar keine Schwierigkeit, da lediglich glatte Preßformflächen zur Herstellung der Platte erforderlich sind. Handelt es sich beispielsweise um stabförmige Formkörper, dann muß die Platte ledig-Hch mit parallelen, rinnenförmigen Aussparungen, die die Stege übriglassen, versehen werden, um den zur Sinterung weiter zu verwendenden Gesamtkörper zu formen.The method according to the invention can also be achieved in that from the powder mixture first a plate is pressed and that the plate is processed so far before sintering that a plurality the same, slender shaped body, which are connected to one another via a thin, breakable web are formed. As a result, the production of the compression mold is not a problem at all, since only smooth die surfaces are required for the production of the plate. Is it for example rod-shaped shaped body, then the plate must be single-high with parallel, channel-shaped recesses, which leave the webs, are provided to the Sintering to form further to be used whole body.

Es hat sich gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren vorzüglich zur Herstellung von langgestreckten Formkörpern verwendbar ist, die aus einer Pulvermischung von Titankarbid und wärmebehandelbarem Stahl hergestellt werden. Derartige Formkörper zeichnen sich nach der Sinterung und einer anschließenden Wärmebehandlung durch vorzügliche Härteeigenschaften bei guter Duktilität aus.It has been shown that the inventive method is excellent for the production of elongated Shaped bodies is usable, which consists of a powder mixture of titanium carbide and heat-treatable Steel are made. Such shaped bodies stand out after sintering and a subsequent one Heat treatment due to excellent hardness properties with good ductility.

Im folgenden werden an Hand der F i g. 1 bis 6 Ausführungsbeispiele für die Erfindung beschrieben. Es zeigtIn the following, on the basis of FIG. 1 to 6 exemplary embodiments for the invention are described. It shows

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines gesinterten stangenförmigen Formkörpers,F i g. 1 is a perspective view of a sintered rod-shaped shaped body,

F i g. 2 eine Querschnittsansicht einer Anzahl miteinander durch Stege verbundener schlanker Formkörper, die an ihren Stegen durch dreieckförmige,F i g. 2 shows a cross-sectional view of a number of slender molded bodies connected to one another by webs; which at their webs by triangular,

6g keramische Stützen abgestützt sind,6g ceramic supports are supported,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht einer einheitlichen Anordnung, die aus mehreren aus einer Pulvermischung verdichteten, schlanken Formkörpern be-F i g. 3 is a perspective view of a unitary arrangement consisting of several of a powder mixture compacted, slim moldings

steht, die vor und bei dem Sintern durch Stege, die in Längsrichtung neben den Formkörpern verlaufen, miteinander verbunden sind,which is before and during the sintering by webs that run in the longitudinal direction next to the shaped bodies, are connected to each other,

F i g. 4 eine Stirnansicht von zwei mittels eines Steges miteinander verbundener Formkörper in vergrößertem Maßstab,F i g. 4 shows an enlarged front view of two molded bodies connected to one another by means of a web Scale,

F i g. 5 die Anwendung der Erfindung auf die Herstellung von Stangen mit quadratischem Querschnitt,F i g. 5 the application of the invention to the manufacture of bars with a square cross-section,

F i g. 5 a ein Formkörperpaar mit jeweils rechteckigem Querschnitt undF i g. 5 a is a pair of shaped bodies, each with a rectangular cross section and

F i g. 6 schematisch ein Verfahren zur Herstellung einer einstückigen Zusammenstellung mehrerer durch Stege miteinander verbundener Stangen.F i g. 6 schematically shows a method for producing a one-piece combination of several by Bars of interconnected bars.

Die schlanken Formkörper werden im folgenden als Stangen bezeichnet, die z. B. einen Durchmesser von etwa 3 bis zu 25 mm und darüber aufweisen. Die Querschnittsform kann z. B. ein Kreis, ein Quadrat, ein gleichseitiges oder ein gleichschenkliges Dreieck, ein gleichmäßiges Vieleck oder Abwandlungen der vorangehenden Formen sein. Beispielsweise kann der Querschnitt ein Rechteck sein mit einem Verhältnis von Breite zur Dicke bis etwa 2:1. Im Fall eines rechteckförmigen Querschnittes ist also die Länge der rechteckförmigen Stange gewöhnlich mindestens fünfmal größer als die Dicke des Rechtecks.The slender moldings are referred to below as rods which, for. B. a diameter from about 3 up to 25 mm and above. The cross-sectional shape can, for. B. a circle, a square, an equilateral or an isosceles triangle, a regular polygon or modifications of the previous forms. For example, the cross section can be a rectangle with a ratio from width to thickness up to about 2: 1. In the case of a rectangular cross-section, the length is the rectangular bar usually at least five times larger than the thickness of the rectangle.

In F i g. 1 ist eine zylindrische Stange 1 mit dem Durchmesser bzw. der Dicke T und der Länge L gezeigt. Das Verhältnis L: T beträgt 5 :1 und darüber, beispielsweise 10:1. Besteht die Stange 1 z. B. aus einem verdichteten Gemisch aus Metallpulvern mit einer schwerschmelzbaren Metallkohlenstoffverbindung, dann ist die Neigung, beim Sintern zu schrumpfen und sich zu werfen, d. h. aus der Form herauszubiegen, sehr groß. Dies tritt besonders stark in Erscheinung bei Stangen mit kleinem Durchmesser von weniger als T = 12 mm und besonders unterhalb 6 mm.In Fig. 1 shows a cylindrical rod 1 with the diameter or the thickness T and the length L. The ratio L : T is 5: 1 and above, for example 10: 1. Is the rod 1 z. B. from a compacted mixture of metal powders with a refractory metal carbon compound, then the tendency to shrink during sintering and to throw, ie to bend out of the mold, is very great. This is particularly noticeable in the case of rods with a small diameter of less than T = 12 mm and especially below 6 mm.

Dieses Werfen kann gemäß vorliegender Erfindung zum größten Teil vermieden werden, indem z. B. nach F i g. 2 eine einstückige Zusammenstellung einer Mehrzahl parallel zueinander liegender Stangen 2, 3, 4, 5 geschaffen wird, die jeweils durch einen längs der Stangen 2, 3, 4, 5 laufenden Längssteg 2 a, 3 a, 4 a miteinander verbunden sind. Die Längsstege stellen einen starren und steifen Bauteil sicher, der Biegebeanspruchungen erheblichen Widerstand entgegensetzt. Der Gesamtkörper wird durch sich in Längsrichtung erstreckende, dreieckförmige Magnesiastützen 6 abgestützt, die längs der Längsstege la, 3a, 4 a angeordnet sind. Bei der Herstellung der Längsstege 2 a, 3 a, 4 a wird ein Abschnitt mit verringerter Dicke in Form einer Kerbe im Längssteg 2 a, 3 a, 4 a bevorzugt, um das definierte Wegbrechen zu unterstützen. Die Kerbe kann eine flache V-Form aufweisen. This throwing can be avoided according to the present invention for the most part by z. B. according to FIG. 2 a one-piece assembly of a plurality of mutually parallel rods 2, 3, 4, 5 is created, which are each connected to one another by a longitudinal web 2 a, 3 a, 4 a running along the rods 2, 3, 4, 5 . The longitudinal webs ensure a rigid and stiff component that offers considerable resistance to bending loads. The entire body is supported by triangular magnesia supports 6 which extend in the longitudinal direction and which are arranged along the longitudinal webs 1 a , 3 a, 4 a . When producing the longitudinal webs 2 a, 3 a, 4 a , a section with reduced thickness in the form of a notch in the longitudinal web 2 a, 3 a, 4 a is preferred in order to support the defined breaking away. The notch can have a flat V-shape.

F i g. 3 zeigt schaubildlich eine Einheit aus miteinander durch dünne Längsstege Ta, 8 a, 9a, 10a verbundenen Stangen 7, 8, 9, 10, 11.F i g. 3 shows a diagrammatic view of a unit made up of rods 7, 8, 9, 10, 11 connected to one another by thin longitudinal webs Ta, 8a, 9a, 10a.

Die Dicke der Längsstege Ta, 8a, 9a 10a sollte so gewählt sein, daß eine Trennung der Stangen 7, 8, 9, 10, 11 durch Abbrechen der Längsstege 7 a, 8 a, 9 a, 10 a entlang ihrer Längserstreckung möglich ist. Vorzugsweise sollte die Stegdicke t etwa zwischen 0,6 und 2,0 mm, vorzugsweise zwischen 0,75 und 1,5 mm, betragen. In F i g. 4 ist eine vergrößerte Stirnansicht 6g dargestellt, die ein Paar im Querschnitt kreisförmiger Stangen 12, 13 zeigt, die durch einen Längssteg 14 miteinander verbunden sind. Das Verhältnis der Querschnittsdicke oder des Durchmessers T der Stangen 12,13 zur Stegdicke t beträgt mindestens 4:1. Der Längssteg 14 ist leicht nach unten eingekerbt, um eine Trennung der beiden Stangen 12, 13 nach dem Sintern zu erleichtern. Das Verhältnis der Querschnittsdicke T zur Stegdicke t kann im Bereich zwischen 4:1 bis 30:1, vorzugsweise zwischen 4:1 und 20:1 liegen. Das Verhältnis der Länge L der Stangen 12, 13 zum Durchmesser T kann entsprechend im Bereich von 5 :1 bis 50:1 oder von 5:1 bis 35 : 1 liegen.The thickness of the longitudinal webs Ta, 8a, 9a 10a should be chosen so that the bars 7, 8, 9, 10, 11 can be separated by breaking off the longitudinal webs 7 a, 8 a, 9 a, 10 a along their longitudinal extension. The web thickness t should preferably be between 0.6 and 2.0 mm, preferably between 0.75 and 1.5 mm. In Fig. FIG. 4 shows an enlarged end view 6g, which shows a pair of rods 12, 13 which are circular in cross section and which are connected to one another by a longitudinal web 14. The ratio of the cross-sectional thickness or the diameter T of the rods 12, 13 to the web thickness t is at least 4: 1. The longitudinal web 14 is notched slightly downwards in order to facilitate separation of the two rods 12, 13 after sintering. The ratio of the cross-sectional thickness T to the web thickness t can be in the range between 4: 1 to 30: 1, preferably between 4: 1 and 20: 1. The ratio of the length L of the rods 12, 13 to the diameter T can accordingly be in the range from 5: 1 to 50: 1 or from 5: 1 to 35: 1.

Die Breite des Längssteges 14 sollte vorzugsweise die dreifache Stegdicke t nicht überschreiten; es ist noch günstiger, wenn die Stegbreite nicht größer als das Doppelte der Stegdicke t ist. Um gerade, kreisförmige Stangen in der Größenordnung von etwa 3 mm Durchmesser herzustellen, hat es sich als günstig erwiesen, den Längssteg mit einer Dicke von 0,75 mm und mit einer Breite von 1,5 mm auszuführen. Diese Maße sind in vielen Fällen zufriedenstellend. Um gerade, kreisförmige Stangen von etwa 19 mm Durchmesser herzustellen, hat es sich als günstig erwiesen, den Längssteg mit einer Dicke von 1,5 mm und mit einer Breite von ebenfalls 1,5 mm auszuführen.The width of the longitudinal web 14 should preferably not exceed three times the web thickness t; it is even more favorable if the web width is not greater than twice the web thickness t . In order to produce straight, circular rods on the order of about 3 mm in diameter, it has proven to be advantageous to design the longitudinal web with a thickness of 0.75 mm and a width of 1.5 mm. These dimensions are satisfactory in many cases. In order to produce straight, circular bars with a diameter of approximately 19 mm, it has proven to be advantageous to make the longitudinal web with a thickness of 1.5 mm and a width of 1.5 mm as well.

Gemäß F i g. 5 ist der Querschnitt von durch Längsstege 15 a, 16 a, 17 a, 18 a miteinander verbundenen quadratischen Stangen 15, 16, 17, 18, 19 gezeigt. In F i g. 5 a sind Stangen 20, 21 von rechteckförmigem Querschnitt gezeigt, die durch den Längssteg 20a miteinander verbunden sind. Die Stangen 15, 16, 17, 18, 19 weisen ein Verhältnis der Querschnittsbreite W zur Dicke T von bis zu 2:1 auf.According to FIG. 5 shows the cross section of square rods 15, 16, 17, 18, 19 connected to one another by longitudinal webs 15 a, 16 a, 17 a, 18 a. In Fig. 5 a rods 20, 21 of rectangular cross-section are shown, which are connected to one another by the longitudinal web 20a. The rods 15, 16, 17, 18, 19 have a ratio of the cross-sectional width W to the thickness T of up to 2: 1.

Um eine Einheit aus mehreren Formkörpern bzw. Stangen, die durch je einen Längssteg miteinander verbunden sind, herzustellen, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform von einer vollen rechteckigen, genügend verdichteten Platte aus der Pulvermischung ausgegangen. Bei einem Verfahren gemäß F i g. 6 wird eine solche, teilweise geschliffene Platte 25 auf einem Spannfutter 26 gelagert und gegen ein Führungselement 27 gedrückt. Die Platte 25 befindet sich unterhalb einer Formschleifscheibe 28. Wenn die Pulvermischung magnetisch ist, kann es durch seine magnetische Kraft auf dem Spannfutter 26 festgehalten v/erden. Nichtmagnetische Materalien werden mittels mechanischer Einrichtungen an Ort und Stelle gehalten. Die Schleifscheibe 28 besitzt am Umfang einen Umriß, der sich aus zwei Kreisquadranten 29, 30 zusammensetzt, die den Quadranten 29 a, 30 α entsprechen, welche in die Fläche der verdichteten Platte 25 eingeschliffen sind. Die Form, die die Stangen nach Vollendung des Schleifvorganges späterhin erhalten, ist gestrichelt dargestellt. Das Spannfutter 26 ist quer zur Schleifscheibe 28 bewegbar und wird für jede Stellung der Schleifscheibe 28 weitergeschaltet. Nachdem die Stangen 29 α, 30 α usw. auf der einen Seite hergestellt worden sind, wird die Platte 25 umgedreht, so daß das Formschleifen auf der gegenüberliegenden Seite vervollständigt werden kann. Die Formkörpereinheit wird dann einer geeigneten Sintertemperatur für eine Zeitdauer unterworfen, die ausreicht, eine dichte Struktur sicherzustellen. Dann wird die gesinterte Einheit auf Raumtemperatur abgekühlt. Die verbundenen Stangen 29 a, 30 a kommen gerade und unverbogen aus dem Sinterofen. Nach dem Sintern werden die Stangen 29 a, 30 a entlang jedes Längssteges abgebrochen. Der Steggrat wird von derIn order to produce a unit from a plurality of shaped bodies or rods which are each connected to one another by a longitudinal web, according to a preferred embodiment, a solid, rectangular, sufficiently compacted plate made from the powder mixture is assumed. In a method according to FIG. 6, such a partially ground plate 25 is mounted on a chuck 26 and pressed against a guide element 27. The plate 25 is located below a form grinding wheel 28. If the powder mixture is magnetic, it can be held on the chuck 26 by its magnetic force. Non-magnetic materials are held in place by mechanical means. The grinding wheel 28 has an outline on the circumference which is composed of two circular quadrants 29 , 30, which correspond to the quadrants 29 a, 30 α, which are ground into the surface of the compacted plate 25. The shape that the rods later receive after the grinding process has been completed is shown in dashed lines. The chuck 26 can be moved transversely to the grinding wheel 28 and is indexed for each position of the grinding wheel 28. After the bars 29 α, 30 α, etc. have been made on one side, the plate 25 is turned over so that the form grinding can be completed on the opposite side. The molded body unit is then subjected to a suitable sintering temperature for a period of time sufficient to ensure a tight structure. Then the sintered unit is cooled to room temperature. The connected rods 29 a, 30 a come straight and unbent from the sintering furnace. After sintering, the rods 29 a, 30 a are broken off along each longitudinal web. The web ridge is from the

Seite jeder Stange 29 α, 30 α durch manuelles Entgraten in einer Siliziumkarbid-Schleifscheibe entfernt. Danach sind die Stangen 29 c, 30 a fertig, um in üblicher Weise spitzenlos geschliffen zu werden.Side of each rod 29 α, 30 α removed by manual deburring in a silicon carbide grinding wheel. Then the rods 29 c, 30 a are ready to be ground centerless in the usual way.

Die Herstellung gerader, schlanker Formkörper bzw. Stangen nach pulvermetallurgischen Gesichtspunkten aus einer Werkzeugstahllegierung mit hohem Kohlenstoffgehalt, die Titankarbid und eine Stahlmatrix umfaßt, ist nach der Erfindung besonders vorteilhaft. The production of straight, slender moldings or rods according to powder metallurgical aspects Made from a tool steel alloy with a high carbon content, the titanium carbide and a steel matrix is particularly advantageous according to the invention.

example

Als Beispiel zur Herstellung von Stangen mit einer Fertiggröße von 3,18 mm Durchmesser und 114,3 mm Länge wird pulverisiertes Titankarbid mit pulverisierten stahlmatrixformenden Bestandteilen gemischt und das Gemisch dann zu einer rechteckigen Platte gepreßt. Um eine Zusammensetzung zu erhalten, die aus 40 Gewichtsprozent TiC und 60 Gewichtsprozent stahlbildenden Bestandteilen besteht, werden 1000 g TiC von einer Größe zwischen 5 bis 7 Mikron mit 1500 g stahlbildenden Bestandteilen gemischt, die Carbonyleisenpulver mit einer Durchschnittsgröße von 20 μιη und 0,80% Kohlenstoff durch Mahlen in einer Stahlmühle umfassen. Die pulverisierten Bestandteile enthalten 1 g Paraffinwachs auf je 100 g des Gemisches. Das Mahlen wird während 40 Stunden durchgeführt. Die Mühle ist halb mit rostfreien Stahlkugeln gefüllt, als Lösungsmittel ist Hexan benutzt. As an example for the production of bars with a finished size of 3.18 mm diameter and 114.3 mm Length powdered titanium carbide is mixed with powdered steel matrix forming ingredients and then pressed the mixture into a rectangular plate. To get a composition that consists of 40 percent by weight TiC and 60 percent by weight steel-forming components, becomes 1000 g TiC of a size between 5 to 7 microns mixed with 1500 g of steel forming ingredients, the Carbonyl iron powder with an average size of 20 μm and 0.80% carbon by grinding include in a steel mill. The powdered ingredients contain 1 g paraffin wax for every 100 g of the mixture. Milling is carried out for 40 hours. The grinder is half with stainless Filled with steel balls, hexane is used as solvent.

Nach Beendigung des Mahlens wird das Gemisch herausgenommen und vakuumgetrocknet. Ein Teil des gemischten Erzeugnisses mit einem Gewicht von etwa 175 g wird, um Stangen von 3,2 mm Durchmesser zu erzeugen, in ein mehrteiliges Gesenk oder eine mehrteilige Form eingepreßt, um eine Platte von 54,6 mm Breite und 132 mm Länge bei einer Dicke von 5,84 bis 6,1 mm bei einem Druck von etwa 21 kg/mm² zu bilden. Danach wird die Platte formgeschliffen, wie in F i g. 6 gezeigt, um eine Einheit von sieben miteinander verbundenen, auf die Übergröße von 3,2 mm gebrachte Stangen zu bilden und Toleranzen für das Schrumpfen und Fertigschleifen zu berücksichtigen. Die Übergröße kann im allgemeinen im Bereich zwischen 0,5 und 1,3 mm liegen. Der Längssteg zwischen den Stangen hat eine Dicke von 0,75 mm und eine Breite von 1,52 mm.When the milling is complete, the mixture is taken out and vacuum dried. A portion of the mixed product weighing approximately 175 grams is pressed into a multi-part die or mold to produce bars 3.2 mm in diameter to form a plate 54.6 mm wide and 132 mm long at a Form thickness of 5.84 to 6.1 mm at a pressure of about 21 kg / mm ² . The plate is then ground to shape, as shown in FIG. 6 to form a unit of seven interconnected rods oversized 3.2 mm and to allow for tolerances for shrinking and finish grinding. The oversize can generally be in the range between 0.5 and 1.3 mm. The longitudinal web between the bars has a thickness of 0.75 mm and a width of 1.52 mm.

Die einstückige Stangeneinheit wird dann einer Vakuumsinterung mit flüssiger Phase bei einer Temperatur von 1450° C für die Dauer einer halben Stunde bei einem Vakuum entsprechend 20 μιη Quecksilbersäule oder darunter ausgesetzt. Nachdem der Sintervorgang beendet ist, wird die Einheit abgekühlt und dann durch Aufheizen auf 900° C während einer Dauer von 2 Stunden angelassen, wonach sich eine Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von 15° C pro Stunde bis 100° C anschließt. Danach wird der Ofen auf Raumtemperatur abgekühlt, um ein normal geglühtes Mikrogefüge mit sphäroidischer Beschaffenheit zu erzeugen.The one-piece rod unit is then vacuum sintered with liquid phase at one temperature of 1450 ° C for half an hour at a vacuum corresponding to 20 μm Exposed to mercury column or below. After the sintering process is finished, the unit is cooled down and then tempered by heating to 900 ° C for a period of 2 hours, after which this is followed by cooling at a rate of 15 ° C per hour to 100 ° C. After that, the Oven cooled to room temperature to produce a normally annealed microstructure with a spherical texture to create.

Die normal geglühte Platte wird dann aus dem Ofen entfernt. Die Stangen werden auseinandergebrochen und dann manuell an einer Siliziumkarbid-Schleifscheibe entgratet, um die übriggebliebenen Steggrate zu entfernen. Danach werden die Stangen spitzenlos auf Größe fertig geschliffen. Die entgrateten Stangen waren vor dem Fertigschleifen im wesentlichen gerade und ungebogen.The normally annealed plate is then removed from the furnace. The bars are broken apart and then manually deburred on a silicon carbide grinding wheel to remove the leftover ones Remove web burrs. Then the rods are centerlessly ground to size. The deburred Bars were essentially straight and unbent prior to finish grinding.

Um 114,3 mm Stangen mit verschiedenen Durchmessern herzustellen, die dieselbe oben angegebene Zusammensetzung aufweisen, und zwar aus Platten oder Blöcken mit 54,6 mm Länge und 132 mm Breite, dienen die folgenden Tabellen als Anleitung, deren Daten bevorzugte Dimensionspielräume in Millimeter angeben.To make 114.3mm rods of various diameters the same as given above Composed of plates or blocks 54.6 mm long and 132 mm wide, The following tables serve as a guide, the data of which are preferred dimensions in millimeters indicate.

Table I.

Stangen-Rod Pulverpowder StangenPoles Plattenplates endgrößefinal size gewichtweight proPer dickethickness (mm)(mm) (g)(G) Einheitunit (mm)(mm) 3,183.18 175175 77th 5,84 bis 6,105.84 to 6.10 4,764.76 240240 77th 6,99 bis 7,246.99 to 7.24 6,356.35 300300 55 9,91 bis 10,169.91 to 10.16 7,947.94 355355 44th 12,07 bis 12,3212.07 to 12.32 9,529.52 415415 44th 13,72 bis 13,9713.72 to 13.97 11,1111.11 475475 33 15,62 bis 15,8815.62 to 15.88 12,7012.70 540540 33 18,16 bis 18,4218.16 to 18.42 14,2914.29 600600 22 19,69 bis 19,9419.69 to 19.94 15,8815.88 660660 22 21,59 bis 21,8421.59 to 21.84 17,4617.46 710710 22 23,24 bis 23,5023.24 to 23.50 19,0519.05 770770 22 25,65 bis 25,9125.65 to 25.91

Table II

Stangen-Rod LängsstegLongitudinal web Breitebroad SchleifscheibeGrinding wheel FormtiefeShape depth endgrößefinal size Dickethickness (mm)(mm) Radiusradius (mm)(mm) (mm)(mm) (mm)(mm) 1,521.52 (mm)(mm) 2,182.18 3,173.17 0,760.76 1,521.52 2,442.44 2,792.79 4,764.76 1,021.02 1,521.52 2,922.92 4,194.19 6,356.35 1,021.02 1,521.52 4,324.32 5,215.21 7,947.94 1,021.02 1,521.52 5,465.46 6,156.15 9,529.52 1,021.02 1,521.52 6,356.35 6,606.60 11,1111.11 1,021.02 1,521.52 7,117.11 7,877.87 12,7012.70 1,271.27 1,521.52 7,827.82 8,768.76 14,2914.29 1,271.27 1,521.52 9,409.40 9,659.65 15,8815.88 1,521.52 1,521.52 10,2110.21 10,6710.67 17,4617.46 1,521.52 1,521.52 11,1811.18 11,6811.68 19,0519.05 1,521.52 12,0712.07

Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar auf die Herstellung von Flüssigphasen-Sinterkörpern, die aus einem Pulvergemisch hergestellt werden, das Bestandteile mit niedrigem und hohem Schmelzpunkt besitzt; das Sintern wird bei einer Temperatur zwischen der Schmelztemperatur des Bestandteils mit niedrigem Schmelzpunkt und der Schmelztemperatur des Bestandteils mit hohem Schmelzpunkt durchgeführt. Beispiele von durch das Flüssigphasen-Sintern hergestellten Zusammensetzungen sind solche, die schwerschmelzbare Materialien mit hohem Schmelzpunkt aus der Gruppe Wolfram, Molybdän, Chrom, Tantal, Niob, Vanadium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Mischungen zweier oder mehrerer dieser Metalle und Karbiden, Borverbindungen, Nitriden und Suiziden dieser Metalle enthalten, die mit flüssiger Phase bei Anwesenheit eines Formmetalls mit niedrigerem Schmelzpunkt gesintert sind, wie beispielsweise Kupfer und Kupferlegierungen, weiterhin die Gruppe der Eisenmetalle, wie Eisen, Nickel und Kobalt, einschließlich deren Legierungen und der Legierungen auf Eisenbasis, Nickelbasis und Kobaltbasis; außerdem Silber und bekannte Legierungen auf Silberbasis. Schließlich können andere Formmetalle ver-The method according to the invention is applicable to the production of liquid-phase sintered bodies, which are made from a powder mixture, the ingredients with low and high melting point owns; the sintering is carried out at a temperature between the melting temperature of the component with low melting point and the melting temperature of the high melting point component. Examples of compositions made by the liquid phase sintering are those which Refractory materials with a high melting point from the group of tungsten, molybdenum, chromium, Tantalum, niobium, vanadium, titanium, zirconium, hafnium, mixtures of two or more of these metals and Carbides, boron compounds, nitrides and suicides contain these metals, which contribute to the liquid phase Presence of a shaped metal with a lower melting point, such as copper and copper alloys, including the group of ferrous metals such as iron, nickel and cobalt their alloys and the iron-based, nickel-based and cobalt-based alloys; aside from that Silver and well-known silver-based alloys. Finally, other shaped metals can

wendet werden, die einen niedrigeren Schmelzpunkt als die der schwerschmelzenden Materialien besitzen. Im allgemeinen sind Formmetalle solche mit Schmelzpunkten oberhalb 700° C. Unter einer »Flüssigphasen-Sinterung« soll auch die Erzeugung von Sintergegenständen fallen, die durch Infiltration erzeugt werden und während der Wärmebehandlung zur Verbiegung ihrer schlanken Formen neigen.which have a lower melting point than that of the refractory materials. In general, shaped metals are those with melting points above 700 ° C. Under a "liquid phase sintering" should also include the production of sintered articles produced by infiltration and tend to bend their slender shapes during heat treatment.

Claims

Claims: IO

1. Method of preventing warping in the powder metallurgical production of slim Moldings made from a high-melting component and a lower-melting component Basic mass in which the powder mixture is pressed, followed by sintering with the liquid phase and then cooled, characterized in that the sintering with a to ao one piece united majority of the slender moldings is carried out over a thin, breakable longitudinal web between each shaped body supporting one another are connected to one another, and that after cooling, the sintered shaped body through

Cancel their connecting webs are separated from each other.

2. The method according to claim 1, characterized in that each of the compacted, slender Shaped body has a ratio of length to cross-sectional thickness of at least 5: 1, has a web thickness which is in the range between 0.6 and 2.0 mm and a ratio of Has a cross-section thickness to the web thickness of at least 4: 1.

3. The method according to one or more of claims 1 and 2, characterized in that each of the sintered and separated shaped bodies is deburred.

4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the powder mixture is pressed together to form a plate and the plate in this way before sintering is processed that a plurality of identical, slender moldings, which over a thin, breakable web are connected to one another, is formed.

5. Application of the method according to one or more of claims 1 to 4 to a powder mixture made of titanium carbide and heat treatable steel.

1 sheet of drawings 909533/73