DE1458300A1

DE1458300A1 - Durch Sintern und Walzen eines Metallpulvers hergestellte,zusammengesetzte Bleche

Info

Publication number: DE1458300A1
Application number: DE19621458300
Authority: DE
Inventors: San-Ichiro Mizushime
Original assignee: Yawata Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Yawata Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 1961-10-19
Filing date: 1962-09-14
Publication date: 1969-01-23
Also published as: GB1016032A

Description

Yawata Iron & Steel Company Limited, Tokyo/Japan

Durch Sintern und Walzen eines Metallpulvers hergestellte,

zusammengesetzte Bleche

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Metallblechen oder zusammengesetzten Metallblechen 'durch Sintern und Walzen von Metallpulver.

Bisher wurde ein Pulverwalzverfahren zur Herstellung von Metallblechen verwendet» bei dem ein pulvermetallurgisches Verfahren angewendet wurde. Bei diesem Verfahren wird ein Metallpulver durch Walzen zu einem porösen Band verformt und dann kontinuierlich zum Sintern in einen Ofen eingeführt, wobei durch wiederholtes Walzen und Glichen ein Metallblech erzeugt wird. Die Nachteile, die diesem Verfahren anhaften, bestehen in der begrenzten Dicke

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und Festigkeit der gewalzten Metallpulverbänder, bei denen nur schwer Bänder hergestellt werden können, die breiter als 15 bis 20 cm sind«

Ein bekanntes Verfahren zum Herstellen von zusammengesetzten Metallblechen besteht darin, daß die sauberen"und polierten Oberflächen von zwei lietallblechstticken,zusammengefügt und dann bei hoher Temperatur zu einem einzigen Blech ausgewalzt werden, wobei darauf geachtet wird, daß die Oberflächen nicht durch Oxydation oder aus einem anderen Grund, geeohädigt werden. Bei diesem Verfahren kann man nur unter ..,. beträchtlichem Kostenaufwand eine saubere und polierte Oberfläche erhalten, und in manchen. Fällen kann sogar eine Platr-^ tierung erforderlich werden. Weiterhin muß durch Schweißen eine vollständige Abdichtung geschaffen werden, so daß eine Verschmutzung oder Beschädigung während des Warmwalzens verhindert wird.

Gemäß der Erfindung werden die oben erwähnten Nachteile' der bekannten Verfahren beseitigt«

. Ein Ziel der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her-'_f stellen von Metallblechen, die ausgezeichnete»; mechanische Eigenschaften aufweisen, bei denen keine Ausscheidungen auftreten und die eine gleichförmige Qualität aufweisen, wobei kontinuierlich von Metallblechen und einem gehend, gearbeitet wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung befaßt eich mit einem Verfahren zum Herstellen zusammengesetzter Metallbleche in einem kontinuieilichen Verfahren, ausgehend von Metallblechen und einem Metallpulver, wobei die Blechoberfläche weder poliert noch plattiert werden muß.

Ein anderes Ziel der Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Metallblechen oder zueammenge· setzten Metallblechen vermittels eines kontinuierlichen Verfahrens, ausgehend von Metallblechen und einem Metallpulver, wobei die Breite und Dicke des Bleches beachtlich gegenüber denjenigen Metaliblechen erhöht werden kann, die nach dem üblichen Pulverwalzverfahren hergestellt sind·

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.

Zur Herstellung eines Metallbleches wird zunächßt ein Metallpulver auf ein Metallblech aufgebracht und ein anderes Metallblech wird darübergelegt, ähnlich wie bei Schichtstoffen, und diese so vorbereitete Einheit wird zum Sintern in einen Ofen eingebracht. Bei der Sinterung tritt eine Bindung zwischen dem Metallpulver und den Metallblechen und zwischen den PuIverteilchen auf und die Einheit wird so fest, daß sie bei höherer, oder bei Zimmertemperatur gewalet werden kann* Ba beim Auswalzen bei Zimmertemperatur das gesinterte

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Pulver, das im Inneren der Einheit vorhanden ist, mit zunehmendem Auswalzen reißen kann, so muß zwischen den Walzgängen geglüht werden« Wenn die Dicke der Einheit durch das Auswalzen um etwa ein Zehntel vermindert ist, dann werden die Pulverteilchen zu fast 100 $iger Dichte zusammengepreßt, wobei die Zwischenräume zwischen den Teilchen scheinbar verschwinden und die Metallbleche und das Metallpulver werden metallographisch zu einem einzigen Metallkörper vereinigt, der sich von zusammengeschmolzenen Metallblechenjnicht unterscheidet. Man kann also kontinuierlich ein Metallblech mit gleichförmiger Qualität herstellen, bei dem keine Ausscheidungen auftretenβ

Beim Warmwalzen kann der Betrag des Auöwalzena pro

Walzgang stark erhöht werden, und wenn die Dicke auf die

Dicke Hälfte !öder ein Drittel der ursprünglichen ifaürfc» vermindert ist, dann erreicht man eine Dichte von nahezu 100 #.

Wenn bei diesem Verfahren die Einheit aus der reduzierenden Atmosphäre des Ofens herausgenommen χμχΛμμ. wird, dann können das obere und das untere Metallblech leicht oxydiert werden, wenn die Einheit jedoch in den Ofen zurückgebracht wird, dann wird das Oxyd innerhalb weniger Minuten beseitigt, und man erhält wieder die ursprüngliche, glatte Oberfläche.

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Obwohl dae Werkstück während des Walzens nooh OfenatmοSphäre enthält, so wird diese Atmosphäre keinesfalls duroh Luft ersetzt, da sonst die Einheit im Inneren oxydieren könnte, sondern die nooh im Inneren vorhandene Atmosphäre wijrd an den beiden Kanten der Einheit herausgepreßt, eine mikroskopisohe Untersuchung der Werkstücke ergab, daß im Inneren des Produkts keine Oxydation erfolgt·

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten Metallbleoha wird ein Metallpulver oder eine Misohung aus einem Metallpulver und einem Hichtmetallpulver, die ein Grundmetall bildet, zwischen zwei Metallbleohe eingebracht, die Qberfläohenlagen bilden. Die so erhaltene Einheit wird dann in der oben beschriebenen Weise behandelt. Bei dem erfindungegemäßen Verfahren müssen die Metallblech« nioht poliert werden, und die zusammengesetzten Metallbleohe, bei denen die metallische Oberfläohenlage an einer oder an beiden Oberflächen unterschiedlich ausgebildet sein kann, können kontinuierlich produziert werden.

Da bei dieser Einheit das Metallpulver beiderseits duroh Metallbleohe verstärkt wird, so kann die Breite und Dicke der Einheit, d.h. dee produzierten Metallbleohs, beachtlich vergrößert werden.

Ali Metallpulver kann gemäß der Erfindung tin Pulver au· nichtmetallen, Metalloxyden, Karbiden, Nitriden,

BAD ORIGiNAL

SHidden, Boriden und dergl», sowie Pulver, die die oben erwähnten Mohtmetallpulver durch Erwärmen in dieser Atmosphäre bilden können, und schließlich Mischungen oder andere Pulversorten und deren Mischungen, die die oben erwähnten Metallpulver beim Erwärmen in dieser Atmosphäre bilden·

Beispiel 1

Ein handelsübliches, reduziertes Eisenpulver, bei dem die Teilchengröße kleiner als 0,044 mm (325 mesh) war, wurde in einer etwa 10 mm dioken Lage auf ein etwa 1 mm dickes Eisenblech aufgebracht und ein anderes Eisenbleoh der gleichen Qualität wurde auf diese Pulverlage aufgelegt und die Einheit dann in Wasseretoffatmosphäre 2 Stunden bei 1350° G gesintert. Nach dem Kühlen wurde die Anordnung bei einer Dicken-Verminderung von etwa 5 i· bei Zimmertemperatur ausgewalzt und bei 1000⁰C in Wasserstoffatmosphäre geglüht. Durch wiederholtes Auswalzen dieser Einheit mit einer Dickenverminderung von jeweils 5 bis 10 # und Ausglühen bei 1000⁰O in Wasserstoffatmosphäre erhielt man ein 1 mm dickes Eisenblech.

Die beigefügte Mikrophotographie (250 X) zeigt die Struktur des so erhaltenen Blechs rings um den Hand des (Bodenteils) Festkörpers, der aus handelsüblichem, reduaiertem Eisenpulver besteht, sowie des als Ausgangeaateriai verwendeten Eisenblechs (oberer !Teil), wobei darauf

BAD OFtIGiNAL

hingewiesen sei, daß die Grenzlinie zwischen dem Eisenblech und dem Eisenpulverfeetkörper vollständig verschwunden ist« Auch nach wiederholten Biegeprüfungen trat keine Trennung auf und man erhielt gute mechanische Eigenschaften, wenn man mit einem durchschnittlichen, handelsüblichen Eisenblech vergleicht.

Beispiel 2

Ebenso wie in Beispiel 1 wurde ein Eisenpulver in einer etwa 15 mm dicken Lage auf ein Eisenblech aufgebracht und ein anderes Eisenblech wurde darübergelegt_/ und es wurde unter gleichen Verhältnissen gesintert. Wenn die Probe dann auf 1000 C abgekühlt war, so wurde sie aus dem Ofenr herausgenommen und mit einer Dickenverminderung von 30 <fo in Luft gewalzt. Anschließend wurde das Werkstück, ohne daß es in den Ofen zurückgebracht wurde, noch zweimal nacheinander ausgewalzt, bevor man es auf unter 800⁰C abkühlen ließ. Wenn sich das Werkstück auf unter 80O⁰O abgekühlt hatte, dann wurde es in den Ofen zurückgebracht und neuerdings auf 1000°0 erwärmt und nochmals gewalzt« Nach sieben Walzdurchgängen erhielt man ein 1 mm dickes Eisenblech.

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Beispiel 3

Es wurde das Verfahren des Beispiels 1 angewendet* An Stelle von Eisenpulver wurde jedoch ein Pulver verwendet, das neben Eisen in homogener Weise 15 ^ eines Elektrolytkupferpulvers enthielt, dessen Teilchengröße kleiner als 0,044 mr. (325 mesh) war. Es wurde eine Stunde lang bei 1150⁰O gesin- w tert· Anschließend wurde unter den gleichen Verhältniesen wie im Beispiel 1 wiederholt gewalzt und geglüht und man erhielt ein zusammengesetztes Metallblech, dessen Oberflächen aus Eisen bestanden und das im Inneren eine Eisen-Kupfer-Legierung enthielt·

Beispiel 4 ' ·■,

Ein handelsübliches, reduziertes Eisenpulver mit einer Korngröße unter 0,044 mm (325 mesh) wurde in einer Lage von etwa 10 mm Dicke auf ein 1 mm dickes Eisenblech aufgebracht und ein etwa 1 mm dickes Blech aus rostfreiem St#$l wurde / darübergelegt. Die so erhaltene Einheit wurde 2 Stunden land in Wasserstoff atmosphäre fcjgi 1300⁰O gesintert. Anschließend

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wurde wiederholt unter Äeäigleiohen Verhältnissen wie im Beispiel 1 gewalzt und geglüht und man erhielt ein zusammen» gesetztes Stahlblech, das an einer Oberfläche einen Decküberjcug aus rostfreiem Stahl aufwies. Bei diesem Beispiel betrug der, Anteil der Lage aus rostfreiem Stahl etwa 10 # ·-. ; · der Dicke.

BAD

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Beispiel 5

Es wurde nach dem Verfahren des Beispiels gearbeitet. Anstelle des Eisenpulvers wurde jedoch ein spezielles Pulver verwendet, das neben Eisen etwa 2 ^σ/> Siliciumdioxid und

Aluminiumoxyd enthielt, deren Teilchengröße etwa 1 Mikron betrug. Die Sinterung wurde bei 110O⁰O ei#e Stundf lang in Wasserstoffatmosphäre durchgeführt. Nach dem Abkühlen im Ofen auf eine !Temperatur unter 1000⁰C wurde das Werkstück herausgenommen und unter Verringerung seiner Dicke um mehrerf $ ausgewalzt. Wenn es eich auf unter 800⁰O abgekühlt hatte, dann wurde das Werketüok in den Ofen zurückgebracht und duroh wiederholtes, mehr als zehnmaliges Auswalzen und Erwärmen erhielt man ein diepereionegehärtetee Eisenblech mit einer Dicke von etwa 1 mm.

Claims

- ίο - Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Metallbleches durch Sintern und Auswalzen eines Metallpulvers, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lage eines Metallpulvers zwischen zwei Bleche eingebracht· wird, und daß die so gebildete Einheit in reduzierender oder inerter Atmosphäre gesintert und anschließend wiederholt warm oder kalt gewalzt und geglüht wird ο

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines oder beide Metallbleche aus einem Material bestehen, daß vom Material des Pulvers verschieden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallpulver eine Mischung von Metallpulvern oder eine Mischung von Metallpulver und ITichtmetallpulvern verwendet wird.