DE1608129C

DE1608129C - Process for the powder metallurgical production of alloy sintered steel

Info

Publication number: DE1608129C
Authority: DE
Inventors: Fritz 4150 Krefeld Frehn
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke Ag, 4150 Krefeld
Publication date: 1972-05-04

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von legiertem Sinterstahl aus 20 bis 75% Karbid und 80 bis 25«/» Stahl durch Mischen, Pressen und Sintern der pulverförmigen Komponenten mit flüssiger Phase.The invention relates to a method for the powder-metallurgical production of alloyed sintered steel from 20 to 75% carbide and 80 to 25 «/» steel by mixing, pressing and sintering the powdery ones Liquid phase components.

Legierte Sinterstähle mit verhältnismäßig hohem Karbidanteil sind bekannt und werden durch Mischen der pulverförmigen Komponenten, das sind einerseits das Karbid und andererseits die Stahllegierung bzw. ihre Einzelkomponenten, und anschließendes Pressen sowie Sintern hergestellt. Derartige Legierungen lassen sich nicht schwundfrei herstellen, weil mit flüssiger Phase gesintert wird. Daher ergibt sich beim Sintern ein erheblicher Schwund und auch eine Deformation des Sinterkörpers, was die Notwendigkeit einer anschließenden spanabhebenden Bearbeitung notwendig macht. Hierbei fallen in verhältnismäßig großem Umfang Späne an.Alloyed sintered steels with a relatively high carbide content are known and are made by mixing the powdery components, on the one hand the carbide and on the other hand the steel alloy or their individual components, followed by pressing and sintering. Such alloys cannot be produced without shrinkage because sintering takes place with the liquid phase. Hence the Sintering a significant shrinkage and also a deformation of the sintered body, which is the need makes a subsequent machining process necessary. Here fall in proportionately large amount of chips.

Aufgabe der Erfindung ist nun, eine Maßnahme anzugeben, durch die eine Aufarbeitung von Spänen sowie auch des anfallenden Schrotts aus legiertem Sinterstahl ermöglicht wird. Die Wiederverwendung von Spänen oder Schrott scheiterte bisher daran, daß beim Sintern des zu Pulver gemahlenen Schrotts aus legiertem Sinterstahl keine genügende flüssige Phase entstand, um die Teile dicht genug zu sintern. Der Schrott, welcher in fertiggesinterter Form vorliegt, wirkt sich hemmend auf die Legierungsbildung der neuen Sinterstahllegierung aus, und es entstehen Mikroporen, welche den Zusammenhalt des Sinterkörpers beeinträchtigen.The object of the invention is now to provide a measure by which a processing of chips as well as the resulting scrap made of alloyed sintered steel is made possible. Reuse of chips or scrap has so far failed because when the scrap ground to powder is sintered Alloyed sintered steel did not produce a sufficient liquid phase to sinter the parts tightly enough. the Scrap, which is present in fully sintered form, has an inhibiting effect on the formation of alloys new sintered steel alloy, and micropores are created, which hold the sintered body together affect.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird nun gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß zusammen mit einem Anteil von 10 bis 40% von zu Pulver gemah-' lenem Schrott aus einem artgleichen legierten Sinterstahl 0,5 bis 2% Aluminium und 0,01 bis 0,1% Bor dem übrigen Pulver zugemischt und in an sich bekannter Weise mit diesem gemeinsam gemahlen, gepreßt und gesintert werden. Aluminium und Bor können dabei elementar oder aber in Form von Vorlegierungen, z. B. als Aluminium-Eisen-Vorlegierung, als Eisenbor, Nickelbor, Kobaltbor, zugesetzt werden. Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Zusatz von Bor und Aluminium entsteht beim Sintern genügend flüssige Phase, um die Teile dichtsintern zu können.To solve the problem it is now proposed according to the invention that together with a proportion of 10 to 40% of scrap ground to powder from a sintered steel of the same type 0.5 to 2% aluminum and 0.01 to 0.1% boron are mixed with the rest of the powder and are known per se Way to be ground, pressed and sintered together with this. Aluminum and boron can be elementary or in the form of master alloys, e.g. B. as aluminum-iron master alloy, as iron boron, nickel boron, cobalt boron can be added. By the addition provided according to the invention Sintering of boron and aluminum creates a sufficient liquid phase to seal the parts tightly be able.

Aus Kieffer-Hotop, »Sintereisen und Sinterstahl«, 1948, S. 60/61 und 481 ist es bekannt, Sinterstähle mit Aluminium oder Bor zu legieren, indem man sie elementar oder als Vorlegierung zusetzt. Aus dem Buch von F. Eisenkolb »Fortschritte der Pulvermetallurgie«, 1963, S. 516 und 522 ist es darüber hinaus zur Steigerung der Warmfestigkeit von Hartmetallen bekannt, Aluminium in Form einer Vorlegierung zuzusetzen. Es war aber nicht bekannt, wie man Schrott aus legiertem Sinterstahl der obigen Zusammensetzung zum Zwecke der Wiederverwendung aufarbeiten kann, und dafür geben die genannten Literaturstellen auch keinen Hinweis.It is known from Kieffer-Hotop, "Sintereisen und Sinterstahl", 1948, pp. 60/61 and 481, sintered steels to alloy with aluminum or boron by adding them elementally or as a master alloy. From the F. Eisenkolb's book "Advances in Powder Metallurgy", 1963, pp. 516 and 522 is about it Also known to increase the heat resistance of hard metals, aluminum in the form of a master alloy to add. However, it was not known how to scrap alloy sintered steel of the above composition can work up for the purpose of reuse, and the cited references do not give any indication of this.

ίο Die erfindungsgemäße Herstellung der Sinterstahllegierung erfolgt in an sich bekannter Weise so, daß 60 bis 90% mit einem Anteil von 20 bis 75% Karbid und 25 bis 80% einer Stahllegierung als pulverförmige Komponenten mit 10 bis 40% eines artgleichen, ebenfalls zu Pulver gemahlenen Sinterschrottes sowie 0,5 bis 2% Aluminium, in Form einer Aluminium-Eisen-Vorlegierung mit z.B. 50% Aluminium und 50% Eisen, und 0,01 bis 0,1% Bor in Form einer Borvorlegierung, z. B. Eisenbor, Nickelbor oder Kobaltbor, gemischt werden. Die Mischung wird auf eine Teilchengröße von etwa 2 bis 3 μπι gemahlen und zu Formkörpern gepreßt. Anschließend erfolgt das Sintern bei Temperaturen zwischen 1200 und 1500° C, vornehmlich im Vakuum von weniger als 10"¹ mmHg-Säule. Gegebenenfalls kann noch eine Härtung, und zwar durch Austenitisieren bei 960 bis 1100° C und Abschrecken in öl mit nachfolgendem Anlassen zwischen 150 und 350° C, vorgenommen werden. Dadurch lassen sich Hä'rtewerte von etwa HRC erreichen.ίο The inventive production of the sintered steel alloy takes place in a manner known per se that 60 to 90% with a proportion of 20 to 75% carbide and 25 to 80% of a steel alloy as powdery components with 10 to 40% of a similar, also ground to powder Sintered scrap and 0.5 to 2% aluminum, in the form of an aluminum-iron master alloy with, for example, 50% aluminum and 50% iron, and 0.01 to 0.1% boron in the form of a boron master alloy, e.g. B. iron boron, nickel boron or cobalt boron can be mixed. The mixture is ground to a particle size of about 2 to 3 μm and pressed into shaped bodies. This is followed by sintering at temperatures between 1200 and 1500 ° C., primarily in a vacuum of less than 10 " ¹ mmHg column 150 and 350 ° C. This enables hardness values of around HRC to be achieved.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es erstmals möglich geworden, Sinterstahlschrott mit einem verhältnismäßig hohem Karbidanteil in den angegebenen Grenzen für die Herstellung neuer artgleicher Sinterstahllegierungen wieder einsatzfähig zu machen, was sich kostenmäßig sehr günstig auswirkt.The inventive method it has become possible for the first time, sintered steel scrap with a relatively high carbide content within the specified limits for the production of new types of the same type To make sintered steel alloys usable again, which has a very favorable cost effect.

Claims

Claim:

Process for the powder metallurgical production of alloyed sintered steel from 20 to 75% Carbide and 80 to 25% steel by mixing, pressing and sintering the powdery components with liquid phase, characterized in that together with a Proportion of 10 to 40% of scrap ground into powder from an alloyed sintered steel of the same type 0.5 to 2% aluminum and 0.01 to 0.1% boron mixed with the rest of the powder and in itself known way be ground, pressed and sintered together with this.