DE1533035C - Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Sinterteilen aus Metall- und/oder Metalloxidpulver mittels Pastenguß - Google Patents
Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Sinterteilen aus Metall- und/oder Metalloxidpulver mittels PastengußInfo
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Description
Es ist bekannt, daß beim Pulverpressen die Formgestaltung begrenzt ist. Andererseits führt die innere
Reibung der Metallpulver während des Pressens zu Dichtunterschieden. Ein weiterer Nachteil der bekannten
Verfahren ist, daß z. B. kostspielige Hartmetallwerkzeuge benötigt werden. Das Pulverpressen
ist ferner durch den Umstand begrenzt, daß Drücke von mehreren t/cm2 anzuwenden sind, was bereits
bei Formstücken von 100 bis 200 cm-' Basiefläche
die Abmessungen der hydraulischen Einrichtungen unwirtschaftlich erhöht.·, Nachteilig ist ferner, daß
dünnwandige Hohlkörper mit den Verfahren nicht herstellbar sind.
Es ist bekannt, daß zum Verfestigen von Formstücken Polystyrol oder andere warmhärtende
Kunststoffe verwendet werden. Die Preßbarkeit der Metallpulver wird durch Zugabe von Paraffin oder
anderen Wachsen gefördert. Diese werden im Laufe des Sinterns ausgebrannt. Der Anteil dieser Bindemittel
beträgt 0,5 bis 1 % der Metallpulver. Ein langwieriges Sinterverfahfen in Wasserstoff ist dabei notwendig.
Die Erfindung beabsichtigt, die oben angeführten Nachteile zu beseitigen. Das vorgeschlagene Verfahren
ist für Metallpulver beliebiger Art anwendbar, wobei die Möglichkeit der Herstellung von
Formkörpern aus hochschmelzenden Metallpulvern, unabhängig von den geometrischen.Formen, besonders
hervorzuheben ist. Die Dichte der mit diesem Verfahren erhaltenen Formstücke ist gleichmäßig,
die Formkörper verfügen über scharfe. Kanten und sind auch als dünnwandige Hohlkörper herstellbar.
Durch die Erfindung ist auch die Erzeugung von umfangreichen, indirekt geheizten, Elektronen emittierenden
Katodenkörpern aus hochschmelzenden Metallen und aktiven Seltenen Erdmetallen möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren bedarf keiner kostspieligen Werkzeuge und großen Einrichtungen.
Erfindungsgemäß werden die Metallpulver mit einer organophilen Wachsschicht versehen, damit sie
vom Plastifizierungs-Wachs einwandfrei benetzt werden
können. Als Folge dieses Präparierens vermindert sich der notwendige Anteil an Plastifizierungs-Wachs
auf 6 bis 10°/o. Dazu werden die Metallpulver auf eine Temperatur zwischen vorzugsweise 100 bis
300° C vorgewärmt, dann bis auf 80° C abgekühlt und in eine warme Kugelmühle gebracht. Es wird
0,5% ölsäure und 1 % Karnaubawachs beigegeben und das Gemisch 2 Stunden lang bei 80° C in der
Mühle gemahlen. Nach Zugabe des Plastifizierungs-Wachses
entsteht eine in warmem Zustand fließfähige Paste, deren Temperatur nicht höher als
110° C sein darf. Wird zum Beispiel Paraffinwachs und Karnaubawachs im Verhältnis 2:1 beigegeben,
so beträgt diese Temperatur 80° C, wobei die Paste dünnflüssig und bei Zimmertemperatur fest und gut
zu handhaben ist. Aus Festigungsgründen kann anstatt des Paraffins auch Karnaubawachs zur Verwendung
kommen, in welchem Falle die Temperatur bis auf 110°C ansteigt.
Die warme Metallpaste wird in die kalte Form injiziert,
füllt sie aus und erstarrt. Die Form kann aus Weichmctall hergestellt werden, ist zerlegbar und
innen mit dem Negativ des erwünschten Formteils ausgestaltet. Nach einigen Sekunden kann das Formteil
der Form entnommen werden.
Das in der Erfindung beschriebene Verfahren ermöglicht die Herstellung von komplizierten geometrischen
Formen und großen Voll- und Hohlkörpern durch Pastenguß. Das Verfahren ist besonders vorteilhaft
zur Erzeugung von Formkörpern aus hochschmelzenden Metallen, wie z. B. W, Mo, Ta, Te usw.
Bei größeren Gegenständen muß für die Kühlung der Form mit Wasser gesorgt werden, wodurch die Verfestigung
der warmen Metallpaste begünstigt wird. Der nächste Verfahrensschritt ist die Entfernung
des Plastifizierungs-Wachses, ohne daß das Formteil
ίο deformiert oder beschädigt wird.
Das Formteil wird dazu in glühendes Aluminiumoxidpulver eingebettet, welches vom Plastifizierungs-Wachs
einwandfrei benetzt wird. Bei Temperaturen zwischen 180 und 200° C wird das Wachs während
einiger Stunden durch das Oxidpulver aufgesaugt und auf großen Flächen verdampft.
In manchen Fällen wird 0,5 °/o des Plastifizierungs-Wachses
im Formteil belassen, damit letzterer die nötige mechanische Festigkeit für das Sintern behält.
«ο Für manche dünnwandige Hohlkörper, wie z. B. für
Katodenkörper, wird eine poröse Abstützform aus Aluminiumoxid hergestellt, der Gegenstand in der- '('.
selben untergebracht und mit Oxidpulver ausgestopft. Das entwachste Formteil wird im Oxidpulver auch
vorgesintert. Bei hochschmelzenden Metallen, wie Wolfram, wird die Vorsinterurig zweckmäßigerweise
bis auf 1600° C in nassem Wasserstoff vorgenommen und das Formteil dann abgekühlt. Der vorgesinterte
Gegenstand wrfd aus dem Pulver herausgenommen
und .gereinigt,' wobei er bereits über eine genügende
Festigkeit verfügt, so daß die weitere Sinterung in trockenem Wasserstoff, inertem Gas oder Vakuum
vorgenommen werden kann.
Die Sinterbedingungen sind vom Siedepunkt des Wachses und vom Schmelzpunkt des Metallpulvers
abhängig. Das Maß der im Laufe der Sinterung auftretenden Schrumpfung stimmt mit dem in der
Pulvermetallurgie üblichen überein. Die Schrumpfung kann an Hand eines Probestückes festgestellt
werden, wobei die Form derart bemessen werden muß, daß die Toleranz der Sinterteile den Wert von
±0,l°/o nicht überschreitet. Durch diese Genauigkeit ist es möglich, daß nur bestimmte Flächen nachträg- ,
lieh bearbeitet werden müssen. K
Das Verfahren macht auch die .Verwendung von
äußerst feinkörnigen Metallpulvern der Korngröße von 0,5 \\m möglich, in welchem Falle der flüssige
Plastifizierungswachs unter der Wirkung des hydrostatischen Druckes die einzelnen Metallteilchen dicht
vereint und kolloidale Eigenschaften auftreten. Diese Erscheinung kann dadurch wahrgenommen werden,
daß die für die Erzielung gleich guter Festigkeitswerte erforderliche Sintertemperatur um 50 bis 100 grd
niedriger sein kann.
Claims (3)
1. Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Sinterteilen aus Metall- und/oder
Metalloxidpulver, insbesondere aus Pulver von hochschmelzenden Metallen und Seltenen Erdmetallen,
mittels eines mit dem Pulver zu einer Paste vermischten Zusatzstoffes, dadurch g e gennzeichnet,
daß die Pulverteilchen mit einem organophilen Wachs beschichtet und unter ■ Zugabe von 6 bis 10°/n Plastifizierungswachs, vorzugsweise
Paraffin- und Karnaubawachs im Verhältnis 2 : 1, bei 60 bis 80° C zu einer fließfähigen
Paste verrührt werden, die Paste mit einem Druck
von 0,5 bis 4 kp/cm2 in eine kalte Form injiziert
und das erkaltete Formteil entnommen, nach Einbetten in Tonerde-Pulver bei Höchsttemperaturen
von 180 bis 200° C allmählich vom Plastifizierungswachs befreit — im Falle der Verarbeitung
hochschmelzender Metallpulver bei Temperaturen bis 1600° C in der Einbettung vorgesintert
— und schließlich in nichtoxydierender Atmosphäre gesintert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverteilchen zwecks Beschichtung
mit einem organophilen Wachs auf 100 bis 300° C vorgewärmt, auf 80° C abgekühlt und zusammen mit 0,5 bis 1 % ölsäure und etwa
1 % Karnaubawachs während 1 bis 2 Stunden in einer auf 80° C erwäimten Mühle gemahlen
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Herstellung dünnwandiger
Hohlkörper die entsprechenden Formteile zum Verdampfen des Plastifizierungswachses
und zum Vorsintern in poröse Abstützformen aus Tonerde eingebettet und mit Tonerde-Pulver aufgefüllt
werden.
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