DE19650769A1 - Herstellungsverfahren von einer Sintereisenlegierung, die bezüglich der Verarbeitbarkeit verbessert ist, ein Pulvergemisch für die Herstellung, Modifizierung einer Eisenlegierung und eines Eisenlegierungsproduktes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sintereisenlegierung, die bezüglich der Verarbeitbarkeit verbessert ist, ein Pulvergemisch, das für die Herstellung der Sintereisenlegierung und die Modifizierungsbehandlung, wobei man die Verarbeitbarkeit des Eisenlegierungsmaterials verbessert, verwendet wird, und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Sintereisenlegierung, die Kohlenstoff enthält und die hervorragend in bezug auf die Verarbeitbarkeit und die erneute Verdichtungsfähigkeit ist, bei niedrigen Herstellungskosten.

Sintereisenlegierungsmaterialien, die über ein pulvermetallurgisches Verfahren hergestellt sind, haben allgemein den Vorteil, daß das Herstellungsverfahren von verschiedenartigen Teilen für Vorrichtungen, Fahrzeuge etc. aus dem Sintereisenlegierungsmaterial, d. h. in bezug auf die Bearbeitungsbehandlung wie Formen, Schneiden, Verarbeiten und ähnliches, im Vergleich mit denen von anderen Eisenlegierungsmaterialien sehr einfach ist. Da jedoch die Verarbeitbarkeit des Eisenlegierungsmaterials eher schlecht ist, stellt es einen schwerwiegenden Nachteil dar, wenn diese bearbeitet werden.

Zum Verbessern der Verarbeitbarkeit des Sintereisen­ legierungsmateriales wurde bei dem herkömmlichen Herstellungsverfahren des Sintereisenlegierungsmaterials eine der Maßnahmen angewandt, wobei man ein Eisenpulver, das Schwefel enthält, verwendet, wobei man das Rohmaterial mit einer Sulfidverbindung mischt, und wobei man es einer Schwefelbehandlung aussetzt, bei der es in einer gasförmigen Schwefelwasserstoffatmosphäre erwärmt wird. Jedoch ist das Sintereisenlegierungsmaterial, das über das obige herkömmliche Verfahren erhalten wird, von geringer Festigkeit, so daß sich die Schlagfestigkeit verschlechtert und es leicht angeätzt wird.

Die offengelegte japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer (Kokai) H3-79701 offenbart, daß es möglich ist, den Reibungskoeffizienten des Sintereisen­ legierungsmateriales auf dem Verarbeitungswerkzeug oder Schneidwerkzeug durch Zugabe eines Bornitridpulvers in ein gemischtes Rohpulver für das Sintereisenlegierungsmaterial zu verringern. Jedoch muß das Bornitridpulver, das in dem Verfahren aus der obigen Offenlegungsschrift verwendet werden soll, eine hohe Reinheit aufweisen, und ein Bornitrid mit hoher Reinheit ist teuer. Deshalb ist der praktische Nutzen dieses Verfahrens wirtschaftlich gering.

In der Zwischenzeit wurden gemäß der gegenwärtigen Forderung nach einer Gewichtsverringerung von Fahrzeugen Aluminiumlegierungsmaterialien bei der Herstellung von Vorrichtungsteilen für Fahrzeuge verstärkt verwendet. Dies schafft die Voraussetzung für die notwendige Behandlung von sowohl einem Sintereisenlegierungsmaterial als auch einem Aluminiumlegierungsmaterial, wobei man gleichermaßen dieselben Bearbeitungsmittel verwendet. Das bedeutet, daß von dem Sintereisenlegierungsmaterial verlangt wird, daß es so eine hohe Verarbeitbarkeit wie das Aluminiumlegierungsmaterial, z. B. wie die Aluminiumlegierung ADC 14 gemäß dem japanischen Industriestandard, aufweist. Sogar wenn jedoch das obige herkömmliche Verfahren verwendet wird, ist die Verarbeitbarkeit des darüber erhaltenen Sintereisenlegierungsmateriales nicht ausreichend, so daß dieses nicht die oben zuletzt erwähnten Anforderungen erfüllt. Außerdem ist der Bedarf, die Verarbeitbarkeit des Sintereisenlegierungsmaterial s zu verbessern, noch immer ansteigend.

Unter den obigen Umständen gibt es ein weiteres herkömmliches Verfahren, das bei der Verbesserung der Verarbeitbarkeit verwendet wird, und dieses Verfahren schlägt vor, daß ein Füllstoff wie Paraffin, Harz und ähnliches in die Poren des Sintereisenlegierungsmaterials gefüllt wird. Der Füllstoff neigt jedoch dazu, das Schneidwerkzeug zu schädigen, und die Lebensdauer der Bearbeitungsvorrichtung wird verkürzt. Außerdem muß nach der Bearbeitung des Sintereisenlegierungs­ materiales der Füllstoff vollständig aus dem erhaltenen Maschinenteil vor der Verwendung desselben entfernt werden. Das ist sehr schwierig und wirtschaftlich nachteilig.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein pulvermetallurgisches Verfahren für die Herstellung eines Sintereisenlegierungsmateriales bereitzustellen, bei dem die Verarbeitbarkeit ohne Verschlechterung der Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit verbessert ist.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Mischpulver bereitzustellen, das bei der Herstellung eines Sintereisenlegierungsmateriales mit verbesserter Verarbeitbarkeit als auch Schlagfestigkeit und Korrosions­ beständigkeit verwendet wird.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verbessern der Verarbeitbarkeit eines Sintereisenlegierungsmateriales bereitzustellen, das über ein pulvermetallurgisches Verfahren hergestellt ist, so daß die Schlagfestigkeit und die Korrisionsbeständigkeit des Produktes beibehalten wird.

Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sintereisenlegierungsmaterial bereitzustellen, das eine verbesserte Verarbeitbarkeit als auch Schlagfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist, so daß es für die Herstellung von Maschinenteilen über Verarbeitungsverfahren wie Schneiden, Schleifen und ähnlichem geeignet ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Pulvermischung für die Herstellung einer Sintereisenlegierung bereitgestellt, umfassend: Bor oder eine Borverbindung, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Boroxid, Borsulfid, Borhalogenid, Borhydrid, Borsäure, Borat und Tetrafluorborat; 0,1 bis 2,0 Gew.-% Graphit; und Eisen.

Außerdem wird auch ein Verfahren zum Herstellen einer Sintereisenlegierung bereitgestellt, umfassend die Schritte: Herstellen einer Pulvermischung, umfassend: Bor oder eine Borverbindung, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Boroxid, Borsulfid, Borhalogenid, Borhydrid, Borsäure, Borat und Tetrafluorborat; 0,1 bis 2,0 Gew.-% Graphit; und Eisen; Verdichten der Pulvermischung, um einen Grünpreßling (green compact) zu bilden; und Sintern des Grünpreßlings in einer nichtoxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 1000 bis 1250°C.

Außerdem wird ein Verfahren zum Herstellen einer Sintereisenlegierung bereitgestellt, umfassend die Schritte: Herstellen einer Pulvermischung, die Eisen umfaßt und 0,1 bis 2,0 Gew.-% Graphit enthält; Verdichten der Pulvermischung, um einen Grünpreßling zu bilden; Herstellen einer Lösung, die eine Borkomponente enthält, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Bor, Boroxid, Borsulfid, Borhalogenid, Borhydrid, Borsäure, Borat und Tetrafluorborat; Eindringenlassen der Lösung in den Grünpreßling; und Sintern des Grünpreßlings in einer nichtoxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 1000 bis 1250°C, um eine Sintereisenlegierung zu erhalten.

Außerdem wird auch ein Verfahren zum Herstellen einer Sintereisenlegierung bereitgestellt, umfassend die Schritte: Herstellen einer Pulvermischung, die Eisen umfaßt und 0,1 bis 2,0 Gew.-% Graphit enthält; Verdichten der Pulvermischung, um einen Grünpreßling zu bilden; Vorsintern des Grünpreßlings bei einer Temperatur von 300 bis 950°C, um einen vorgesinterten Preßling zu erhalten; Herstellen einer Lösung, die eine Borkomponente enthält, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Bor, Boroxid, Borsulfid, Borhalogenid, Borhydrid, Borsäure, Borat und Tetrafluorborat; Eindringenlassen der Lösung in den vorgesinterten Preßling, um einen imprägnierten Preßling zu erhalten; und Sintern des imprägnierten Preßlings in einer nichtoxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 1000 bis 1250°C.

Außerdem wird auch ein Verfahren zum Modifizieren einer Kohlenstoff-enthaltenden Eisenlegierung bereitgestellt, umfassend die Schritte: Herstellen einer Lösung, die eine Borkomponente enthält, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Bor, Boroxid, Borsulfid, Borhalogenid, Borhydrid, Borsäure, Borat und Tetrafluorborat; Eindringenlassen der Lösung in die Eisenlegierung; und Erwärmen der Eisenlegierung nach dem Imprägnierungsschritt in einer nichtoxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 1000 bis 1250°C.

Gemäß dem obigen Entwurf wird die Härte der Eisenlegierung durch Zugabe der Borkomponente verringert, wobei eine zufriedenstellende Festigkeit der Eisenlegierung beibehalten wird. Außerdem ist es auch möglich, die Härte von einem Teil des Eisenlegierungsmateriales zu verringern, so daß nur der Bereich, der notwendigerweise bearbeitet werden soll, in bezug auf die Verarbeitbarkeit verbessert ist. Demzufolge kann die Sintereisenlegierung bei geringen Kosten hergestellt werden, und diese kann als ein Material für verschiedenartige Maschinenteile von Fahrzeugen und ähnlichem geeignet verwendet werden.

Die Eigenschaften und Vorteile des Sinterlegierungs­ materials gemäß der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verbunden mit den beiliegenden Abbildungen eindeutig verstanden.

Fig. 1 ist eine Darstellung, die die Beziehung zwischen dem Anteil an Dibortrioxid, das in dem gepulverten Rohmaterial für das Sintereisenlegierungsprodukt enthalten ist, und dem Anteil an gebundenem Kohlenstoff in dem daraus erhaltenen Sintereisenlegierungsprodukt;

Fig. 2 ist eine Darstellung, die die Beziehung zwischen der Mikrohärte nach Vickers (MHV) der Eisenlegierung und der Tiefe, gemessen von der Oberfläche, zeigt, in einem Vergleich von dem Fall, wo man den Oberflächenmodifizierer der vorliegenden Erfindung verwendet, mit dem Fall ohne Oberflächen­ modifizierung;

Fig. 3 ist eine Darstellung, die die Beziehung zwischen der Anzahl der Wiederholungen der Borvorgänge und der Zeitdauer zeigt, die benötigt wird, um die Eisenlegierung auf zubohren, in einem Vergleich von dem Fall, wo man den Oberflächen­ modifizierer der vorliegenden Erfindung verwendet, mit dem Fall ohne Oberflächenmodifizierung; und

Fig. 4 ist eine Blockdiagramm, das das Verfahren der Herstellung eines Eisenlegierungsbauteiles zeigt, bei der die Behandlung zur Modifizierung der Oberfläche der vorliegenden Erfindung verwendet wird.

Bei der herkömmlichen Pulvermetallurgie wird Graphitpulver häufig als Festschmierstoff in das gepulverte Rohmaterial zur Herstellung eines Eisenlegierungsproduktes eingebracht. Es wirkt als Festschmierstoff, indem es die Reibung verringert, worüber man die Verarbeitbarkeit des Eisenlegierungsproduktes, das aus dem gepulverten Rohmaterial hergestellt wird, verbessert. Um jedoch ein praktisch verwendbares Eisenlegierungsprodukt herzustellen, muß das oben beschriebene herkömmliche Rohmaterial notwendigerweise bei einer niedrigen Temperatur gesintert werden, so daß es sich unterhalb des Temperaturbereiches befindet, bei dem der Kohlenstoff in die Schicht der Eisenlegierung eindiffundieren könnte. Dieses führt aufgrund der niedrigen Sintertemperatur natürlicherweise zu einem Abfall der Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bei dem herkömmlichen Eisenlegierungsmaterial.

Deshalb haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung nach den Bedingungen bei der Herstellung eines Produktes aus einer Eisenlegierung, das Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit besitzt, gesucht. Als ein Ergebnis hat man gefunden, daß, wenn der Kohlenstoff, der zwischen der Eisenschicht verteilt ist, daran gehindert wird, sogar bei einer hohen Temperatur in die Eisenschicht zu diffundieren, das Sintern bei einer hohen Temperatur möglich wird und ein Eisenlegierungsprodukt mit großer Festigkeit möglicherweise hergestellt wird. Außerdem hat man auch gefunden, daß Bor und Borverbindungen wirksam sind, um die Diffusion des Kohlenstoffs in die Schicht des Legierungsmaterials zu verringern.

Genauer gesagt, diffundiert, wenn einfaches Bor oder eine spezifische Borverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung zu dem gepulvertem Rohmaterial für das Eisenlegierungsmaterial, das Kohlenstoff enthält, zugegeben wird und wenn das gepulverte Rohmaterial mit der Borkomponente in einer gewöhnlichen nichtoxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur erwärmt wird, so daß die Karburierung des Eisens erfolgt, die Borkomponente in das Eisen, bevor der Kohlenstoff eindiffundiert. Als ein Ergebnis wird die Karburierung des Kohlenstoffs in die Eisenschicht durch die Borkomponente verhindert, und die mit der Borkomponente erhaltene Eisenlegierung weist eine metallographische Struktur auf, die im großen Ausmaß eine Ferritphase enthält. Demzufolge ist die Härte der Eisenlegierung deutlich verringert, so daß die Verarbeitbarkeit der Eisenlegierung bemerkenswert verbessert ist. Zur gleichen Zeit wird es möglich, das Rohmaterial bei hohen Temperaturen zu sintern, so daß dem Eisenlegierungsprodukt ohne Verschlechterung der Verarbeitbarkeit eine zufriedenstellende Festigkeit vermittelt wird.

Die Wirkung der Borkomponente ist aus Fig. 1 ersichtlich, die eine Darstellung ist, die die Beziehung zwischen dem Anteil an Dibortrioxid, das in dem gepulverten Rohmaterial für die Herstellung des Sintereisenlegierungsproduktes enthalten ist, und dem Anteil des gebundenen Kohlenstoffes in dem daraus erhaltenen Sintereisenlegierungsprodukt zeigt (Die Einzelheiten von Fig. 1 werden unter dem Punkt BEISPIELE beschrieben). Wie in Fig. 1 eindeutig gezeigt ist, fällt das Verhältnis von gebundenem Kohlenstoff durch die Zugabe von Dibortrioxid auf ein niedriges Niveau. Das bedeutet, daß Dibortrioxid bewirkt, daß es einen großen Teil der Kohlenstoffkomponente während des Erwärmens frei und nicht eindiffundiert hält und die Karburierung verhindert. Der freie Kohlenstoff verbleibt zwischen der Eisenschichtphase verteilt und bewirkt eine Festschmierfähigkeit, um dem Eisenlegierungsprodukt eine Verarbeitbarkeit zu verleihen. In der vorliegenden Erfindung ist die Borkomponente als ein Bor-enthaltender Stoff definiert, der wie Dibortrioxid aus Fig. 1 wirkt, und der die Fähigkeit aufweist, die Karburierung der Eisenschicht zu verhindern. Diese Borkomponente der vorliegenden Erfindung beinhaltet einfaches Bor und eine Borverbindung, und spezifische Beispiele der Borverbindung werden unten veranschaulicht.

Die Borverbindung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann bevorzugt ausgewählt werden aus Boroxid, Borsulfid (B₂S₃), Borhalogenid, Borhydrid, Borsäure, Borat (Salz der Borsäure) und Tetrafluorborat.

Das Boroxid beinhaltet Dibortrioxid (B₂O₃, auch Bortrioxid oder Boranhydrid genannt), Dibordioxid (B₂O₂), Tetrabortrioxid (B₄O₃·2H₂O), Tetraborpentaoxid (B₄O₅) und ähnliche.

Das Borhydrid kann in verschiedenartigen Formen wie BH₃, B₂H₆, B₄H₁₀, B₅H₉, B₅H₁₁, BEH₁₀, B₆H₁₂ und B₁₀H₁₄ vorhanden sein.

Das Borhalogenid beinhaltet Bortrifluorid (BF₃), Bortrichlorid (BCl₃), Bortribromid (BBr₃), Bortrÿodid (BI₃), Dibortetrachlorid (B₂Cl₄), Dibortetrabromid (B₂Br₄), Dibortetrajodid (B₂I₄) und ähnliche.

Die Borsäure kann als Orthoborsäure (H₃BO₃), Metaborsäure (HBO₂) und Tetraborsäure (H₂B₄O₇) klassifiziert werden.

Das Borat kann als Orthoborat, Diborat, Metaborat, Tetraborat, Pentaborat und Octaborat klassifiziert werden und schließt speziell verschiedenartige Boratminerale wie Borax (Na₂B₄O₇·10H₂O) , Larderellit ((NH₄)₂B₁₂O₁₆·5H₂O), Kotoit (Mg₃(BO₃)₂) und ähnliche ein.

Das Tetrafluorborat beinhaltet Ammoniumtetrafluorborat (NH₄BF₄) und ähnliche.

Unter den obigen spezifischen Beispielen der Borkomponente ist Dibortrioxid (B₂O₃) für die Verhinderung der Karburierung oder der Verschlechterung der Festigkeit des Eisenlegierungsproduktes und für die Verbesserung der Verarbeitbarkeit sehr wirksam, wobei dessen Marktpreis ziemlich niedrig ist. Deshalb ist Dibortrioxid für die vorliegende Erfindung sehr geeignet und verwendbar.

In der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Borkomponente, d. h. einfaches Bor und die Borverbindung wie oben beschrieben bei zwei Verfahrensarten anzuwenden. Bei einer benutzt man die Borkomponente als ein Oberflächenmodifizierer, wobei man nur einen Teil des Eisenlegierungskörpers, wie einem Oberflächenbereich, der verarbeitet oder abgeschnitten werden soll, weich macht, und bei der anderen benutzt man die Borkomponente als einen Zusatz zu einem gepulvertem Rohmaterial für die Herstellung eines Eisenlegierungsmaterials mit guter Verarbeitbarkeit und Festigkeit im ganzen. Unten wird jede der zwei Verfahrensarten genau beschrieben.

Bei der ersten Verfahrensart wird die Borkomponente zuerst in einem Lösungsmittel, in dem die Borkomponente löslich ist, gelöst, und diese Lösung wird als Oberflächenmodifizierer verwendet. Spezifische Beispiele des Lösungsmittels, das bei der Herstellung des Obenflächenmodifizierers verwendbar ist, beinhalten Wasser und Alkohol wie Methanol, Ethanol, 1-Propanol, 2-Propanol und ähnliche. Natürlich sind verschiedenartige Mischungen von Wasser und dem oben beschriebenen Alkohol auch verwendbar.

Die hergestellte Lösung oder der Oberflächenmodifizierer wird auf einen Bereich eines Eisen-enthaltenden und Kohlenstoff-enthaltenden Körpers aufgebracht, der bearbeitet oder verarbeitet werden soll. Den Oberflächenmodifizierer läßt man in den Körper, der bearbeitet werden soll, eindringen, wodurch in dem Oberflächenbereich des Körpers eine modifizierte Schicht, die die Borkomponente enthält, gebildet wird. Der Eisen-enthaltende und Kohlenstoff-enthaltende Körper kann jeder Grünpreßling des gepulverten Rohmateriales, ein vorgesinterter Preßling und ein Sintereisenlegierungskörper sein, der wenigstens in dem Bereich, der modifiziert werden soll, Durchlässigkeit aufweist. Dies bedeutet gleichfalls, daß der Oberflächenmodifizierer der vorliegenden Erfindung entweder bei dem Herstellungsverfahren des Sintereisenlegierungsmateriales, oder danach, oder sowohl als auch wirksam verwendet werden kann. Natürlich wird, wenn der Eisenlegierungskörper, der oberflächenmodifiziert werden soll, in einer Atmosphäre eines verringerten Druckes angeordnet wird, um die Luft vor der Imprägnierung daraus zu entfernen, der Oberflächenmodifizierer leichter eindringen.

Alternativ ist es auch möglich, den Eisenlegierungskörper in dem Oberflächenmodifizierer einzuweichen.

Nach dem Trocknen des Körpers, der mit dem Oberflächenmodifizierer imprägniert ist, wird dieser dann in einer nichtoxidierenden Gasatmosphäre erwärmt oder gesintert. Die Heiztemperatur wird bevorzugt auf einen Bereich von 1000 bis 1250°C eingestellt, und es wird bevorzugt, den Körper für 30 Minuten oder länger zu erwärmen. Während des Heizvorganges diffundiert die Borkomponente in der modifizierten Schicht vor dem Kohlenstoff in die Eisenschicht, und die Diffusion der Borkomponente verhindert, daß der Kohlenstoff in die Eisenschicht diffundiert. Deshalb weist die metallographische Struktur der modifizierten Schicht nicht eindiffundierten freien Kohlenstoff und eine Eisenschicht, die einen großen Bereich einer Ferritphase enthält, auf. Als ein Ergebnis wird die Härte der modifizierten Schicht gering gehalten. Auf der anderen Seite, da der nichtmodifizierte Bereich des Körpers die Borkomponente nicht enthält, diffundiert der Kohlenstoff in den nichtmodifizierten Bereich und wird gelöst, um die Eisenlegierung hart zu machen.

Da die Dicke der modifizierten Schicht, die auf dem Eisenlegierungskörper gebildet wird, sich mit der Konzentration der Borkomponente in dem Oberflächenmodifizierer und der Verfahrensart sowie der Zeit für die Imprägnierung mit dem Oberflächenmodifizierer ändert, ist es möglich, eine gewünschte Dicke der Modifizierungsschicht durch Kontrollieren der obigen Faktoren geeignet herzustellen. Der Oberflächenmodifizierer dringt leichter in einen vorgesinterten Preßling als in einen Grünpreßling oder in einen Sinterkörper ein. Wenn ein Preßling, der eine Fettsäure als einen Schmierstoff enthält, modifiziert wird, ist es wünschenswert, die Fettsäure unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels etc. aus dem Preßling zu entfernen, bevor der Oberflächenmodifizierer in den Preßling eindringt. In dem Fall der Oberflächenmodifizierung eines Sinterkörpers, in den der Kohlenstoff bereits eindiffundiert und in der Eisenschicht gelöst ist, wobei eine Perlit- oder ein Cementitphase gebildet wird, ersetzt die Borkomponente des Oberflächenmodifizierers den eindiffundierten Kohlenstoff oder er bindet an den Kohlenstoff, um den Kohlenstoff von dem Eisen zu lösen, wodurch eine Ferritphase erzeugt wird.

Außerdem ändert sich auch die Härte der modifizierten Schicht nach der Wärmebehandlung in Übereinstimmung mit der Art und der Menge der Borkomponente, die in die modifizierte Schicht eingedrungen ist. Deshalb wird die Konzentration des Oberflächenmodifizierers gemäß der Art der Borkomponente geeignet eingestellt, so daß die modifizierte Schicht nach der Wärmebehandlung eine gewünschte Verarbeitbarkeit aufweist. Es ist bevorzugt, daß man die Konzentration der Borkomponente in dem Oberflächenmodifizierer in einem Bereich von ungefähr 0,01 bis 0,3 g/ml für eine einfache Handhabung und eine exakte Kontrolle der Dicke der modifizierten Schicht einstellt.

Bei der ersten oben beschriebenen Verfahrensart ist es möglich, die Verarbeitbarkeit des Sintereisenlegierungs­ materials nur in dem Bereich, der verarbeitet oder abgeschnitten werden soll, zu verbessern. Deshalb ändern sich in bezug auf den anderen Bereich des Sintereisenlegierungs­ materials, der nicht modifiziert ist, die mechanischen Eigenschaften nicht. Da außerdem die Verbesserung der Verarbeitbarkeit unter Verwendung einer Flüssigkeit, die die Borkomponente enthält, durchgeführt wird, ist es leicht, die Dicke und die Härte des modifizierten Bereichs über eine geeignete Regulierung der Konzentration der Borkomponente in dem Oberflächenmodifizierer und der Imprägnierungszeit und über eine geeignete Anwendung des Imprägnierungsverfahrens zu kontrollieren. Weiterhin ist der Oberflächenmodifizierer der vorliegenden Erfindung eine Flüssigkeit, die mit geringen Kosten hergestellt werden kann und leicht handhabbar ist. Außerdem ist, wie oben beschrieben, die erste Verfahrensart dadurch vorteilhaft, daß sie auf jeden Grünpreßling, vorgesinterten Preßling und Sinterkörper anwendbar ist, um diesen eine gewünschte Verarbeitbarkeit leicht zu verleihen.

Die erste, oben beschriebene Verfahrensart ist gut anwendbar, und das macht es möglich, die Verarbeitungsleistung und die Lebensdauer des Verarbeitungswerkzeuges, etc. zu verbessern, insbesondere, wenn diese Verfahrensart bei einem Verfahren zur Herstellung eines Maschinenteils wie einer Staubkappe und einer Synchronisiernabe (synchronizer hub) eines Motors für Fahrzeuge, verschiedenartiger Getriebe für Allzweckmotoren, Teilen von Ausrüstungen von Büroautomaten, Teilen von Maschinenwerkzeugen und ähnlichem, wo Schneidevorgänge, Größenbehandlungen und ähnliches erforderlich sind, angewandt wird.

Bei der zweiten Verfahrensart wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Borkomponente als ein Zusatz bei der Herstellung eines Eisenlegierungsmaterials mit sowohl guter Verarbeitbarkeit als auch einer ausreichenden Festigkeit im ganzen verwendet. Deshalb wird die Borkomponente direkt in das gepulverte Rohmaterial bei der Herstellung des Eisenlegierungsproduktes zugegeben, um ein Mischpulver herzustellen, das Eisen, Kohlenstoff und die Borkomponente enthält. Dieses Mischpulver wird verdichtet, um einen Grünpreßling zu bilden, und dieser wird dann gesintert, um ein Eisenlegierungsmaterial herzustellen.

Es ist auch möglich, das oben beschriebene Mischpulver zu verwenden, um einen Eisenlegierungskörper herzustellen, der teilweise eine Schicht aufweist, die die Borkomponente in dem Oberflächenbereich, der verarbeitet werden soll, enthält. Genauer gesagt, wenn man mit dem Mischpulver, das die Borkomponente enthält, einen Preßling beschichtet, der keine Borkomponente aufweist, und wenn dieser beschichtete Körper dann verdichtet und gesintert wird, bildet das Laminat, das die Borkomponente enthält, eine Oberflächenschicht, die leicht verarbeitet werden kann.

Das Mischpulver wird bevorzugt gemischt wie folgt.

Zuerst wird der Anteil der Borkomponente in dem Pulvergemisch, das in eine leicht verarbeitungsfähige Legierung geformt wird, entsprechend der Art der Borkomponente geeignet eingestellt. Wenn Dibortrioxid als Borkomponente verwendet wird, wird der Anteil bevorzugt in einem Bereich von ungefähr 0,01 bis 1,0 Gew.-% eingestellt. Wenn der Anteil an Dibortrioxid weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, wird die Inhibierung des in die Eisenschicht eindiffundierenden Kohlenstoffs unzureichend, so daß nach dem Sintern Perlit gebildet wird. Auf der anderen Seite, wenn der Anteil 1,0 Gew.-% überschreitet, steigt die Inhibierungswirkung der Borkomponente nicht weiter an und die Festigkeit des erhaltenen Eisenlegierungsmaterials fällt aufgrund einer großen Menge an nicht eindiffundierter Borkomponente, die in der Eisenschicht verbleibt, ab.

Wenn man irgendeine der anderen Borkomponenten verwendet, wird der Anteil der Borkomponente geeignet geändert. Genauer gesagt, wird in dem Fall, wo man entweder Orthoborsäure (H₃BO₃), Borax (vermutlich in der Form von Na₂B₄O₇) und Borsulfid (B₂S₃) verwendet, der Anteil bevorzugt in einem Bereich von ungefähr 0,05 bis 2 Gew.-% eingestellt, und wenn man Bortrÿodid (BI₃) oder Ammoniumtetrafluorborat (NH₄BF₄) verwendet, wird die Menge in einem Bereich von ungefähr 1,0 bis 3,0 Gew.-% eingestellt. In dem Fall von Borhydrid (B₁₂H₁₄) wird der Anteil bevorzugt in einem Bereich von ungefähr 0,01 bis 1 Gew.-% eingestellt.

Die Borkomponente ist in einer geeigneten Partikelgröße gepulvert, und es gibt keine spezielle Begrenzung in der vorliegenden Erfindung. Gewöhnlicherweise weist die bereitgestellte Borkomponente eine mittlere Partikelgröße von ungefähr 1 bis 20 µm, und ein solches Pulver der Borkomponente kann in der vorliegenden Erfindung geeignet verwendet werden.

Natürlich ist es bei der vorliegenden Erfindung auch möglich, zwei oder mehr der oben beschriebenen Komponenten in Kombination zu verwenden. Außerdem ist gepulvertes Bornitrid, das häufig Dibortrioxid als Verunreinigung enthält, auch als Borkomponente der vorliegenden Erfindung verwendbar. Da ein Bornitridpulver, das ungefähr 10 Gew.-% oder mehr an Dibortrioxid enthält, auf dem Markt im Vergleich mit einem mit einer geringeren Verunreinigung ziemlich billig ist, ist die Verwendung eines solchen Bornitridpulvers mit einer großen Menge an Dibortrioxid wirtschaftlich vorteilhaft. Außerdem zeigt die Verwendung von sowohl Dibortrioxid als auch Bornitrid eine synergistische Wirkung, um die Verarbeitbarkeit des erhaltenen Eisenlegierungsmaterials weiter zu verbessern. Aus dieser Sicht ist es vorteilhaft, ein Bornitridpulver, das ungefähr 10 bis 40 Gew.-% Dibortrioxid enthält, zu verwenden. In diesem Fall wird die Menge des Bornitridpulvers, das in das Rohmaterial eingemischt werden soll, geeignet festgelegt, so daß das Pulvergemisch, das Dibortrioxid, wie oben beschrieben, in einem bevorzugten Bereich enthält. Demzufolge liegt die bevorzugte Menge des Bornitridpulvers bei ungefähr 0,1 bis 2,5 Gew.-%. Auch in dem Fall, wo man Bornitrid, das Dibortrioxid enthält, verwendet, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein Pulver mit einer allgemeinen mittleren Partikelgröße von ungefähr 1 bis 20 µm geeignet verwendet werden.

Wenn ein Bornitridpulver, das Dibortrioxid enthält, verwendet wird, weist die metallographische Struktur der Sintereisenlegierung Kohlenstoff (Graphit) und Bornitrid auf, die in einer Schicht, die aus einer Ferritphase und einer Perlitphase zusammengesetzt ist, verteilt sind. Man hat gefunden, daß ein solches Eisenlegierungsmaterial die gleiche Verarbeitbarkeit wie die von Aluminiumlegierungen aufweist.

Das Mischpulver, das gemäß der vorliegenden Erfindung in die Sintereisenlegierung eingearbeitet werden soll, enthält gepulverten Kohlenstoff und insbesondere wird ein Graphitpulver verwendet. Um der Sintereisenlegierung die notwendige Festigkeit und ausreichende Verarbeitbarkeit zu vermitteln, ist es erwünscht, das Graphitpulver in einem Anteil von ungefähr 0,1 Gew.-% oder mehr zuzumischen. Wenn der Anteil des Graphitpulvers jedoch ungefähr 2,0 Gew.-% überschreitet, bildet die überschüssige Menge des Kohlenstoffs eine Perlitphase, die die Verarbeitbarkeit des erhaltenen Eisenlegierungsmaterials schädigt, und dieser Schaden kann sogar durch Zugabe einer großen Menge von der Borkomponente nicht ausreichend geheilt werden, da die Wirkung der Borkomponente, die ein bestimmtes Niveau überschreitet, nicht wie oben beschrieben erwartet werden kann. Deshalb wird der Anteil des Graphitpulvers bevorzugt innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 2,0 Gew.-% festgelegt. Das Graphitpulver kann eine mittlere Partikelgröße von ungefähr 1 bis 10 µm haben, die auf dem Gebiet der Pulvermetallurgie allgemein verwendet wird.

Außerdem kann das Mischpulver der vorliegenden Erfindung andere Schmierstoffe wie ein Zinkstearatpulver und ähnliche und andere gewöhnliche Zusätze enthalten, wenn es sich anbietet. Der Rest des Mischpulvers wird dann mit Resteisen versetzt. Der Anteil des Eisenpulvers in dem Mischpulver wird bevorzugt zu ungefähr 90 Gew.-% oder mehr festgelegt, und jedes Eisenpulver mit einer mittleren Partikelgröße von ungefähr 20 bis 100 µm kann geeignet verwendet werden.

Das Material für die Einbringung der Eisenkomponente ist so nicht nur auf ein einfaches Eisenpulver beschränkt, sondern ein Eisenlegierungspulver, eine teilweise diffundierte Eisenlegierung und ähnliche sind auch anwendbar.

Das Mischpulver, das durch bevorzugtes Mischen des Eisens, des Kohlenstoffs, der Borkomponente und anderer Zusätze wie oben beschrieben erhalten wird, wird zu einem Grünpreßling verdichtet, der bevorzugt eine Gründichte von ungefähr 6,4 bis 7,2 g/cm³ in einer bevorzugten Form aufweist. Der Grünpreßling wird dann in einer nichtoxidierenden Gasatmosphäre gesintert. Als Beispiele für die nichtoxidierende Atmosphäre können Wasserstoffgas, Stickstoffgas, dissoziiertes Ammoniakgas, Argongas, exothermisches Gas, endothermisches Gas, Vakuum und ähnliche veranschaulicht werden. Die Sintertemperatur wird bevorzugt auf einen Bereich von ungefähr 1000 bis 1250°C festgelegt. Alternativ kann der Grünpreßling bei einer niedrigeren Temperatur in einem nichtoxidierenden Gas vor der Hauptsinterung vorgesintert werden. Das Sintereisenlegierungsmaterial hat eine hervorragende Verarbeitbarkeit aufgrund der Verringerung der Härte, wobei eine ausreichende Festigkeit beibehalten wird. Natürlich kann der Grünpreßling oder die Sintereisenlegierung, die die Borkomponente enthält, mit dem oben beschriebenen Oberflächenmodifizierer weiter behandelt werden, wenn es notwendig sein sollte.

Bei der tatsächlichen Herstellung von Maschinenteilen wird das Sintereisenlegierungsmaterial einem notwendigen Verarbeitungsablauf wie Größenbehandeln, Prägen, Schneiden, Verarbeiten und ähnliches unterworfen. Auch in der vorliegenden Erfindung wird das Sintereisenlegierungsmaterial, das oben entweder bei der ersten oder zweiten Verfahrensart erhalten wird, einem Bearbeitungsverfahren unterworfen. Das Sintereisenlegierungsmaterial der vorliegenden Erfindung ist dadurch vorteilhaft, daß es über den Druck, der für das Größenbehandeln, Prägen und ähnliches angelegt wird, weiter präzise hergestellt ist und daß die Verarbeitung mit einem geringen Unterschied in der Ausdehnung erzielt werden kann.

Es ist auch möglich die Oberfläche des Sintereisenlegierungsmaterials nach dem Verarbeitungsverfahren härter herzustellen, wobei man es einer Karburierungsbehandlung oder anderen ähnlichen Behandlungen unterwirft.

Als ein Ergebnis der obigen Verfahren ist es möglich, verschiedenartige Maschinenteile mit ausreichender Festigkeit und einer hohen Abmessungsgenauigkeit bei niedrigen Kosten herzustellen.

BEISPIELE

Nun werden einige Beispiele der Sintereisenlegierungsprodukte der vorliegenden Erfindung und einige Proben der herkömmlichen Materialien beschrieben.

Beispiel 1 Sintereisenlegierung mit Borkomponente Rohmaterialien

Für die Eisenschicht wurde ein einfaches Eisenpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 50 µm hergestellt.

Außerdem wurde für die Einbringung der Borkomponente ein Dibortrioxidpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 2 µm hergestellt.

Weiterhin wurde für den Kohlenstoff, der in der Eisenschicht verteilt werden soll, ein Graphitpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 5 µm hergestellt.

Außerdem wurde ein Zinkstearatpulver für den Pulverschmierstoff mit einer mittleren Partikelgröße von 5 µm hergestellt.

Herstellung der Proben Nr. 1 bis 7

Entsprechend Tabelle 1 wurden die Sintereisenlegierungsmaterialien der Proben Nr. 1 bis 7 unter Verwendung der oben beschriebenen Rohmaterialien wie folgt hergestellt.

In jedem Fall wurden zuerst die Rohmaterialpulver entsprechend dem Zusammensetzungsverhältnis der entsprechenden Probennummer gemischt, um eine Mischung zu erhalten, in die 0,8 Gew.-% des Zinkstearatpulvers als Schmierstoff eingemischt wurden. Dann wurde die Mischung für 30 Minuten unter Verwendung eines V-förmigen Rotationsmischers gemischt. Als nächstes wurde die Mischung verdichtet, um 10 flache Preßlinge, die eine Abmessung von 12,5 mm × 32 mm × 5 mm und eine Gründichte von 6,7 g/cm² aufweisen, zu bilden. Die Grünpreßlinge wurden in einer nichtoxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von ungefähr 1130°C für 60 Minuten gesintert. Während dieser Zeit wurde eine dissoziierte Ammoniakatmosphäre, die 25% Stickstoffgas und 75% Wasserstoffgas enthält, als nichtoxidierende Atmosphäre verwendet. Nach dem Abkühlen auf Zimmertemperatur wurden die Testplatten, die aus dem Sintereisenlegierungsmaterial hergestellt waren, für jede der Proben Nr. 1 bis 7 erhalten.

Messung der mechanischen Eigenschaften

Die Sintereisenlegierungsmaterialien der Proben Nr. 1 bis 7 wurden bezüglich der Verarbeitbarkeit und Biegefestigkeit wie folgt vermessen. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 1 gezeigt.

Die Verarbeitbarkeit wurde in Übereinstimmung mit einem Bohrtest unter Verwendung eines HSS Bohrers mit einem Durchmesser von 3 mm gemessen. Genauer gesagt, wurde eine Untersuchungsplatte mit dem HSS Bohrer, der sich mit einer Geschwindigkeit von 1000 UpM drehte, angebohrt, wobei an den Bohrer eine Belastung von 9 kgf angelegt wurde. Die Zeitdauer, die für das Aufbohren oder das vollständige Durchdringen der Testplatte notwendig war, wurde zur Einschätzung der Verarbeitbarkeit des Sintereisenlegierungsproduktes gemessen. Der obige Bohrvorgang wurde auf fünf Testplatten unter den gleichen Bedingungen wiederholt, und ein Durchschnittswert der fünf gemessenen Werte wurde berechnet. Der Durchschnittswert ist in Tabelle 1 gezeigt.

Die Biegefestigkeit wurde über den Dreipunktbiegetest in Übereinstimmung mit dem japanischen Industriestandard Nr. Z 2248 [Biegetest-Verfahren für metallische Materialien] gemessen. Der Biegetest wurde mit fünf Testplatten unter den gleichen Bedingungen wiederholt, und es wurde ein Durchschnittswert davon berechnet. Der Durchschnittswert ist in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Bei jeder der Proben-Nr. 1 bis 3 zeigt eine Mikroaufnahme der Untersuchungsplatte eine metallographische Struktur, bei der das nicht eindiffundierte und ungelöste Graphit in der Schicht, die eine Ferritphase und eine Perlitphase enthält, verteilt ist. Außerdem verbessert, wie den Proben-Nr. 1 bis 5 eindeutig zu entnehmen ist, die Zugabe des Dibortrioxids in einem Verhältnis von 0,01 Gew.-% oder mehr die Verarbeitbarkeit der Sintereisenlegierung. Jedoch verursachen zusätzliche Mengen von Dibortrioxid, die 1,0 Gew.-% überschreiten, eine Verschlechterung der Biegefestigkeit, was in Tabelle 1 in dem Abfall von 480 Mpa auf 230 Mpa gezeigt ist. Dies ist auf eine große Menge von nicht eindiffundiertem Dibortrioxid zurückzuführen. Wenn das Dibortrioxid nicht ausreichend bzw. weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, wird die Diffusion des Kohlenstoffs nicht verhindert werden, wodurch eine Perlitphase erzeugt wird, die die Verarbeitbarkeit des Produktes beeinträchtigt.

Deshalb ist die Bohrzeit von Probe 4 so lang, daß sie auf 60 Sekunden verlängert ist. Im Hinblick auf das Obige wird der bevorzugte Anteil an Diboroxid auf ungefähr 0,01 bis 1,0 Gew.-% entsprechend eingestellt.

Außerdem ist es bevorzugt, die Kohlenstoffmenge auf 2,0 Gew.-% oder weniger zu beschränken, da die Verarbeitbarkeit durch eine zusätzliche Menge des Kohlenstoffs verringert wird. Dies wird eindeutig durch die Ergebnisse der Proben Nr. 3 und 7 gezeigt, und die Bohrzeit von Probe Nr. 7 verlängert sich auf 50 Sekunden. Um jedoch der Sintereisenlegierung eine ausreichende Festigkeit zu verleihen, ist es bevorzugt, wenigstens 0,1 Gew.-% Kohlenstoff zuzugeben, so daß eine bestimmte Menge an Kohlenstoff in die Eisenschicht diffundiert ist. Die niedrige Biegefestigkeit von Probe Nr. 6 ist auf die Abwesenheit des Kohlenstoffs zurückzuführen. Aus Sicht des Obigen beträgt der bevorzugte Anteil des Graphits ungefähr 0,1 bis 2,0 Gew.-%.

Beispiel 2 Sintereisenlegierung unter Verwendung von unreinem Bornitrid Herstellung von Probe Nr. 8

Um Testplatten, die aus dem Sintereisenlegierungsmaterial von Probe Nr. 8 hergestellt sind, herzustellen, wurde das Herstellungsverfahren von Probe Nr. 2 unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Rohmaterialien wiederholt, mit der Ausnahme, daß das Zusammensetzungsverhältnis entsprechend Tabelle 2 geändert wurde und daß das Dibortrioxidpulver gegen ein Bornitridpulver, das eine mittlere Partikelgröße von 2,9 µm aufweist und Dibortrioxid in einem Anteil von 20 Gew.-% als Verunreinigung enthält, entsprechend ausgetauscht wurde.

Messung der mechanischen Eigenschaften

Das Sintereisenlegierungsmaterial von Probe Nr. 8 wurde bezüglich der Verarbeitbarkeit und Biegefestigkeit vermessen, wobei man das Meßverfahren aus Beispiel 1 für die hergestellten Testplatten wiederholte. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2

Das Sintereisenlegierungsmaterial der Probe Nr. 8 enthielt die gleiche Menge an Dibortrioxid wie die der Probe Nr. 2.

Die Mikroaufnahme der Testplatte von Probe Nr. 8 zeigt eine metallographische Struktur, bei das nicht eindiffundierte oder ungelöste Graphit und das Bornitrid in der Schicht, die eine Ferritphase und eine Perlitphase enthält, verteilt sind. Die Biegefestigkeit von Probe Nr. 8 ist gleich der von Probe Nr. 2, und die Bohrzeitdauer von Probe Nr. 8 ist kürzer als die von Probe Nr. 2. Das Sintereisenlegierungsmaterial von Probe Nr. 8 wurde nämlich bezüglich der Verarbeitbarkeit weiter verbessert. Dieses wird als eine synergistische Wirkung des Dibortrioxids, welches die Borkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung ist, und des Bornitrids verstanden.

Beispiel 3 Gebundener Kohlenstoff in der Sintereisenlegierung mit Dibortrioxid Herstellung der Proben Nr. 9 bis 32

Um Testplatten, die jeweils aus Sintereisenlegierungsmaterialien der Proben Nr. 9 bis 92 hergestellt sind, herzustellen, wurde das Herstellungsverfahren von Probe Nr. 1 wiederholt, wobei man die in Beispiel 1 beschriebenen Rohmaterialien verwendet, mit der Ausnahme, daß das Zusammensetzungsverhältnis entsprechend Tabelle 3 geändert wurde und daß die Atmosphäre bei der Sinterbehandlung, wie in Tabelle 3 gezeigt, entweder gegen eine dissoziierte Ammoniakatmosphäre (a), eine vergällte Butangasatmosphäre (b) oder eine Stickstoffgasatmosphäre (c) entsprechend ausgetauscht wurde.

Messung des Anteiles an gebundenem Kohlenstoff

Die Sintereisenlegierungsmaterialien der Proben Nr. 9 bis 32 wurden in bezug auf den Anteil an gebundenem Kohlenstoff (Gew.-%) unter Verwendung des Verfahrens der quantitativen Analyse von freiem Kohlenstoff gemäß dem japanischen Industriestandard Nr. G 1211 vermessen. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 3 und Fig. 1 gezeigt.

Tabelle 3

Fig. 1 ist eine Darstellung, die unter Verwendung der obigen Ergebnisse die Beziehung zwischen dem Anteil an Dibortrioxid und dem Anteil an gebundenem Kohlenstoff in dem Sintereisenlegierungsmaterial zeigt. In Fig. 1 werden die Ergebnisse der Messungen von den Proben Nr. 9 bis 16 durch die Linie mit der Bezugsnummer 1 veranschaulicht, solche von den Proben Nr. 17 bis 24 werden durch die Linie mit der Nummer 2 veranschaulicht, und solche von den Proben Nr. 25 bis 32 werden durch die Linie mit der Nummer 3 veranschaulicht.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Anteil des gebundenen Kohlenstoffs deutlich auf 0,2 bis 0,4 Gew.-% durch die Zugabe von 0,01 bis 1,0 Gew.-% Dibortrioxid verringert, und diese Tendenz ist in jeder Sinteratmosphäre, unabhängig von der Art der Sinteratmosphäre, ähnlich. Im Hinblick auf die obigen Ergebnisse wird verstanden daß wegen des Anteils an gebundenen Kohlenstoffs, der auf 0,4 Gew.-% oder weniger verringert ist, d. h., wegen des größten Teils an Kohlenstoff, der als freier Graphit vorliegt, das Sintereisenlegierungsmaterial mit der Borkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung eine hervorragende Verarbeitbarkeit zeigt.

Wie aus der obigen Beschreibung eindeutig ersichtlich ist, weist die Sintereisenlegierung, die durch Verdichten und Sintern eines gepulverten Rohmaterials, das Eisen, Kohlenstoff und die Borkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, erhalten wird, eine metallographische Struktur auf, bei der der größte Teil des Kohlenstoffs in einem freien Zustand vorliegt und in der Eisenschicht, die aus der Ferritphase und der Perlitphase zusammengesetzt ist, verteilt ist. Dies wird als ein Ergebnis der Inhibierung der Diffusion des Graphits in die Eisenschicht verstanden.

Beispiel 4 Wirkung der Borkomponente als Oberflächenmodifizierer Herstellung der Rohmaterialien

Die folgenden Pulvermaterialien wurden hergestellt.

Ein einfaches Eisenpulver, das eine mittlere Partikelgröße von 50 µm aufweist.

Ein Kupferpulver, das eine mittlere Partikelgröße von 30 µm aufweist.

Ein Graphitpulver, das eine mittlere Partikelgröße von 5 µm aufweist.

Ein Zinkstearatpulver als Pulverschmierstoff, der eine mittlere Partikelgröße von 5 µm aufweist.

Herstellung der Proben Nr. 33a, 33b und 33c

Die Rohmaterialpulver wurden in einem Mischungsverhältnis von 1,5 Gew.-% Kupfer, 1,0 Gew.-% Graphit, 0,8 Gew.-% Zinkstearat und Resteisen gemischt, um eine Mischung zu erhalten. Außerdem wurde die Mischung für 30 Minuten unter Verwendung eines V-förmigen Rotationsmischers gemischt. Die Mischung wurde zu vielen flachen Grünpreßlingen verdichtet, von denen jeder eine Abmessung von 12,5 mm × 32 mm × 10 mm und eine Gründichte von 6,6 g/cm³ aufwies.

Ein Drittel der Grünpreßlinge wurde in einer nichtoxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von ungefähr 690°C für 60 Minuten weiter vorgesintert und dann auf Zimmertemperatur abgekühlt, um Untersuchungsplatten, die aus einem vorgesinterten Eisenlegierungsmaterial hergestellt sind, herzustellen. Ein weiteres Drittel der Grünpreßlinge wurde in der nichtoxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von ungefähr 1130°C für 60 Minuten gesintert und dann auf Zimmertemperatur abgekühlt, um Untersuchungsplatten, die aus einem Sintereisenlegierungsmaterial hergestellt sind, zu erhalten. Bei dem Vorsinterverfahren und dem Sinterverfahren wurde eine dissoziierte Ammoniakatmosphäre als nichtoxidierende Atmosphäre verwendet.

Unter dem Punkt der "Oberflächenmodifizierungsbehandlung" und "Messung von Härte und Dicke der modifizierten Schicht", was unten beschrieben wird, wurde der oben erhaltene Grünpreßling als Untersuchungsplatte der Probe Nr. 33a verwendet, die Untersuchungsplatte des vorgesinterten Eisenlegierungsmaterials wurde als das der Probe Nr. 33b verwendet, und das des Sintereisenlegierungsmaterials wurde als Probe Nr. 33c verwendet.

Herstellung des Oberflächenmodifizierers

Jeder der Oberflächenmodifizierer A bis G wurde entsprechend Tabelle 4 unter Auflösen der Borkomponente in dem Lösungsmittel mit einer wie in Tabelle 4 beschriebenen Konzentration hergestellt.

Tabelle 4

Oberflächenmodifizierungsbehandlung

Unter einer Luftatmosphäre wurde der Oberflächenmodifizierer A mit einer Saugwatte auf jede der Untersuchungsplatten von den Proben Nr. 33a, 33b und 33c entsprechend aufgebracht, und jede der Untersuchungsplatten, die mit dem Oberflächenmodifizierer A imprägniert wurde, wurde getrocknet. Dieses Aufbringungsverfahren wurde noch zweimal für jede Platte wiederholt.

Jede der Untersuchungsplatten von den Proben 33a, 33b und 33c wurde mit dem Oberflächenmodifizierer A in einer nichtoxidierenden Gasatmosphäre (dissoziierte Ammoniakgasatmosphäre) bei einer Temperatur von 1130°C erwärmt, um von jeder der Untersuchungsplatten der Proben Nr. 33a, 33b und 33c die oberflächenbehandelte Platte zu erhalten.

Für eine weitere Gruppe von Untersuchungsplatten der Proben Nr. 33a, 33b und 33c wurde die obige Behandlung zur Modifizierung der Oberfläche wiederholt, mit der Ausnahme, daß der Oberflächenmodifizierer gegen den Oberflächenmodifizierer B entsprechend ausgetauscht wurde. Weiterhin wurde unter dem Austausch des Oberflächenmodifizierers die gleiche Behandlung mit jedem der Oberflächenmodifizierer C, D, E, F und G wiederholt.

Messung der Härte und Dicke der modifizierten Schicht

Für jede der oberflächenbehandelten Platten, die durch die Oberflächenbehandlung von jeder der Untersuchungsplatten der Proben Nr. 33a, 33b und 33c mit jedem der Oberflächenmodifizierer A bis G erhalten wurden, wurde die Rockwell B Härte (HRB) und die Dicke der modifizierten Schicht gemessen. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 5 gezeigt.

Hinsichtlich der Dicke der modifizierten Schicht wurde die Mikrohärte nach Vickers (MHV) von der Untersuchungsplatte bei jeder Tiefe, gemessen von der Oberfläche, gemessen, wobei die Tiefe von 0,2 bis 3,4 mm variiert wurde. Von den erhaltenen Ergebnissen wurde eine Darstellung, die die Beziehung zwischen der Microhärte und der Tiefe zeigt, erhalten, und die Tiefenwerte, bei der die Mikrohärte 200 betrug, wurde aus der Darstellung bestimmt, und dieser Tiefenwert wurde als die Dicke der modifizierten Schicht, die durch die Behandlung zur Modifizierung der Oberfläche erzeugt wurde, betrachtet. Fig. 2 ist eine Darstellung, die die Beziehung zwischen der Microhärte und der Tiefe in dem Fall zeigt, wo man den Oberflächenmodifizierer A verwendet, und den ohne Oberflächenmodifizierung bei der Untersuchungsplatte der Probe Nr. 33c. In Fig. 2 zeigt die durchgezogene Linie mit der Bezugsnummer 4 den Fall der Probe Nr. 33a mit dem Oberflächenmodifizierer A, die durchgezogene Linie 5 den Fall der Probe Nr. 33b mit dem Oberflächenmodifizierer A, die durchgezogene Linie 6 den Fall der Probe Nr. 33c mit dem Oberflächenmodifizierer A, und die gepunktete Linie 7 stellt den Fall der Probe Nr. 33c ohne Oberflächenmodifizierung dar.

Tabelle 5

Wie in Tabelle 5 gezeigt, ist es möglich, mit jedem der Oberflächenmodifizierer A bis G die Härte der Oberfläche der Untersuchungsplatte deutlich zu verringern, so daß diese geringer ist als die des inneren Bereiches davon. Dies wird als ein Ergebnis der Oberflächenmodifizierung verstanden, die eine metallographische Struktur erzeugt, in der ein großer Bereich an der Ferritphase enthalten ist. Von den obigen Oberflächenmodifizierern A bis G, ist der Oberflächenmodifizierer A, d. h. die Dibortrioxidlösung für die Inhibierung der Diffusion von Kohlenstoff am wirksamsten.

Weiterhin ist die Härte der modifizierten Schicht, die auf dem vorgesinterten Preßling erzeugt wird, im Vergleich mit den Fällen des Grünpreßlings und der Sintereisenlegierung deutlich verringert und die Dicke der modifizierten Schicht vergrößert. Wie den obigen Ergebnissen leicht entnommen wird, ist die Dicke der Schicht, die nahezu aus der Ferritphase zusammengesetzt ist und die durch die Oberflächenbehandlung mit dem Oberflächenmodifizierer der vorliegenden Erfindung erzeugt wird, möglicherweise auf ungefähr 1,8 mm ausgedehnt.

Messung der Verarbeitbarkeit der modifizierten Schicht

Um die Untersuchungsplatten für den Bohrtest herzustellen, der die Verarbeitbarkeit der modifizierten Schicht mißt, wurden die Untersuchungsplatten von der Probe Nr. 33b im Vakuum angeordnet und vollständig mit dem Oberflächenmodifizierer A imprägniert, so daß die Untersuchungsplatten nicht nur an der Oberfläche, sondern auch im Inneren hervorragend modifiziert wurden. Außerdem wurden die Untersuchungsplatten, die vollständig mit dem Oberflächenmodifizierer A imprägniert waren,unter den gleichen Bedingungen wie denen der oberflächenbehandelten Untersuchungsplatten gesintert.

Die Untersuchungsplatte, die über das obige Verfahren erhalten wurde, wurde einem Bohrtest, der unter "Messung der mechanischen Eigenschaften von Probe 1" beschrieben ist, unterworfen, und die Zeitdauer, die für das Aufbohren der Untersuchungsplatte notwendig war, wurde gemessen. Diese Messung wurde einhundertundfünfzigmal an den oberflächenbehandelteten Untersuchungsplatten unter den gleichen Bedingungen wiederholt. Die gleiche Messung wurde vierzigmal an Untersuchungsplatten der Probe Nr. 33c ohne Oberflächenbehandlung mit einem Flesh-Bohrer durchgeführt. Die Ergebnisse der Messung sind in Fig. 3 gezeigt. Fig. 3 ist eine Darstellung, die die Beziehung zwischen der Anzahl der Wiederholungen der Bohrvorgänge und der Zeitdauer des Aufbohrens zeigt, und die Ergebnisse von Probe Nr. 33b mit dem Oberflächenmodifizierer A werden von der Bezugsnummer 8 gezeigt, und solche der Probe Nr. 33c ohne Oberflächenmodifizierer werden von der Bezugsnummer 9 gezeigt.

Wie aus Fig. 3 bekannt ist, können die Untersuchungsplatten, die mit dem Oberflächenmodifizierer A modifiziert sind, leicht mehrfach bearbeitet werden. Im Vergleich zu diesen, steigt die Zeitdauer für die Untersuchungsplatten ohne Oberflächenbehandlung in Übereinstimmung mit der Anzahl der Wiederholungen der Bohrvorgänge an, und dies scheint auf Schäden des Bohrers zurückzuführen zu sein. Als ein Ergebnis des Obigen ist eindeutig, daß die Oberflächenmodifizierung mit den Oberflächenmodifizierern der vorliegenden Erfindung die Verarbeitbarkeit des Eisenlegierungsmaterials verbessert.

Beispiel 5 Kontrolle der Oberflächenmodifizierung Herstellung des Oberflächenmodifizierer

Entsprechend Tabelle 6 wurde jeder der Oberflächenmodifizierer H, I, und J durch Auflösen von Dibortrioxid in 100 ml Ethanol mit einer Konzentration, die in Tabelle 6 beschrieben ist, hergestellt.

Oberflächenmodifizierungsbehandlung

Unter Verwendung von jedem der folgenden Aufbringungsverfahren (1), (2) und (3) ließ man den Oberflächenmodifizierer H in eine Untersuchungsplatte von Probe Nr. 33a eindringen.

Aufbringungsverfahren (1): Unter einer Luftatmosphäre wurde der Oberflächenmodifizierer mit einer Saugwatte auf die Untersuchungsplatte aufgebracht, und die mit dem Oberflächenmodifizierer imprägnierte Untersuchungsplatte wurde getrocknet. Das obige Aufbringungsverfahren wurde noch zweimal wiederholt.

Aufbringungsverfahren (2): Unter einer Luftatmosphäre wurde die Untersuchungsplatte in dem Oberflächenmodifizierer für die Imprägnierung für 15 Minuten eingetaucht. Diese wurde dann dem Oberflächenmodifizierer entnommen und getrocknet.

Aufbringungsverfahren (3): Die Untersuchungsplatte wurde im Vakuum angeordnet und dann mit dem Oberflächenmodifizierer imprägniert. Weiterhin wurde diese in einer Luftatmosphäre angeordnet und getrocknet [die sogenannte Vakuumimprägnierung].

Nach der oben beschriebenen Aufbringung wurde jede der Untersuchungsplatten in einer nichtoxidierenden Gasatmosphäre (dissoziierte Ammoniakatmosphäre) bei einer Temperatur von 1130°C erwärmt, um die oberflächenbehandelten Platten zu erhalten.

Die obige Oberflächenmodifizierungsbehandlung wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß der Oberflächenmodifizierer gegen die Oberflächenmodifizierer I und J ausgetauscht wurde.

Messung der Härte und Dicke der modifizierten Schicht

Für jede der oberflächenbehandelten Platten von Probe Nr. 33a, die über die jeweiligen Oberflächenbehandlungsverfahren mit jedem der Oberflächenmodifizierer H, I und J erhalten wurde, wurde die Rockwell B Härte (HRB) und die Dicke der modifizierten Schicht unter Verwendung des Verfahrens, das in Beispiel 4 beschrieben ist, gemessen. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 6 gezeigt.

Tabelle 6

Wie in Tabelle 6 gezeigt, ist die Härte der Untersuchungsplatte bei jedem der Aufbringungsverfahren (1) bis (3) verringert, wenn die Konzentration des aufgebrachten Oberflächenmodifizierers entsprechend ansteigt. Das bedeutet, je größer die Konzentration der Borkomponente bei dem verwendeten Oberflächenmodifizierer ist, desto größer ist das Ausmaß der Ferritphase in der modifizierten Schicht. Außerdem ist, verglichen mit dem Fall des Aufbringungsverfahrens (1), die modifizierte Schicht, die durch jedes der Aufbringungsverfahren (2) und (3) erzeugt wird, dicker. Insbesondere entwickelt sich in dem Fall des Eindringenlassens des Oberflächenmodifizierers im Vakuum, der einer Konzentration von 15 g/100 ml aufweist, eine Oberflächenmodifikation bis zu einer Tiefe von 3,8 mm, gemessen von der Oberfläche, um eine modifizierte Schicht zu erzeugen, die eine metallographische Struktur aufweist, die in einem großen Ausmaß eine Ferritphase enthält, und deren Mikrohärte nach Vickers, MHV, 200 oder weniger beträgt.

Beispiel 6 Kontrolle der Oberflächenmodifikation Rohmaterialien

Für das Eisen enthaltende Schichtmaterial wurden die folgenden Pulvermaterialien hergestellt.

Ein einfaches Eisenpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 50 µm.

Ein teilweise diffundiertes Legierungspulver, das aus 1,5 Gew.-% Kupfer, 4,0 Gew.-% Nickel, 0,5 Gew.-% Molybdän und dem Resteisen zusammengesetzt ist und eine mittlere Partikelgröße von 45 µm aufweist.

Ein Eisenlegierungspulver (1), das aus 2,0 Gew.-% Nickel, 0,5 Gew.-% Molybdän und dem Resteisen zusammengesetzt ist und eine mittlere Partikelgröße von 50 µm aufweist.

Ein Eisenlegierungspulver (2), das aus 1,0 Gew.-% Chrom, 0,7 Gew.-% Mangan, 0,3 Gew.-% Molybdän und dem Resteisen zusammengesetzt ist und eine mittlere Partikelgröße von 50 µm aufweist.

Außerdem wurden für die Additive folgende Pulvermaterialien hergestellt.

Ein Kupferpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 30 µm.

Ein Nickelpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 25 µm.

Ein Molybdänpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 5 µm.

Ein Graphitpulver mit einer mittleren Partikelgröße von 5 µm.

Ein Zinkstearatpulver für den Pulverschmierstoff mit einer mittleren Partikelgröße von 5 µm.

Herstellung der Mischungen (1) bis (6)

Entsprechend dem in Tabelle 7 beschriebenen Zusammensetzungsverhältnis wurden die obigen Rohmaterialpulver gemischt und für 30 Minuten unter Verwendung eines V-förmigen Rotationsmischers gemischt, um jede der Mischungen (1), (2), (3) , (4) , (5) und (6) zu erhalten.

Tabelle 7

Herstellung der Grünpreßlinge A1 bis A6, B1 bis B6, C1 bis C6 und D1 bis D6

In Übereinstimmung mit dem für die Herstellung der Probe Nr. 33a in Beispiel 4 verwendeten Verfahren wurden jeweils die Grünpreßlinge A1, A2, A3, A4, A5 und A6 ähnlich aus den jeweiligen obigen Mischungen (1) bis (6) entsprechend hergestellt.

Für die Mischung (1) bis (6) wurde das obige Herstellungsverfahren wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Gründichte auf 6,8 g/cm³ geändert wurde, um die Grünpreßlinge B1, B2, B3, B4, B5 und B6 zu erhalten.

Ähnlich wurden die Grünpreßlinge C1, C2, C3, C4, C5 und C6 mit einer Gründichte von 7,0 g/cm³ aus den Mischungen (1) bis (6) hergestellt.

Weiterhin wurden die Grünpreßlinge D1, D2, D3, D4, D5 und D6 mit einer Gründichte von 7,2 g/cm³ aus den Mischungen (1) bis (6) ähnlich hergestellt.

Oberflächenmodifizierungsbehandlung

Für jede der Grünpreßlinge A1 bis A6, B1 bis B6, C1 bis C6 und D1 bis D6 wurde das Verfahren der Behandlung zur Modifizierung der Oberfläche aus Beispiel 4 unter Verwendung dem Oberflächenmodifizierers A wiederholt.

Messung der Dicke der modifizierten Schicht

Für jede der oberflächenbehandelten Platten, die über die Oberflächenbehandlung von jedem der Grünpreßlinge A1 bis A6, B1 bis B6, C1 bis C6 und D1 bis D6 erhalten wurden, wurde die Dicke der modifizierten Schicht unter Verwendung des in Beispiel 4 beschriebenen Verfahrens gemessen. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 8 gezeigt.

Tabelle 8

Jede der oberflächenbehandelten Platten, die durch die Behandlung von jedem der Grünpreßlinge A1 bis A6, B1 bis B6, C1 bis C6 und D1 bis D6 erhalten wurde, wies eine modifizierte Schicht auf, die in einem größeren Ausmaß eine Ferritphase enthielt.

Die Ergebnisse aus Tabelle 8 zeigen die Beziehung zwischen der Gründichte des Preßlings, der oberflächenbehandelt werden soll, und der Dicke der modifizierten Schicht, die durch die Behandlung zur Modifizierung der Oberfläche erzeugt wird, und es ist eine deutliche Tendenz vorhanden, daß die Dicke der modifizierten Schicht entsprechend verringert ist, wie die Gründichte des Preßlings, der behandelt werden soll, ansteigt. Es wird verstanden, daß diese Tendenz auf den Unterschied bei der Durchlässigkeit des Oberflächenmodifizierers in den Körper zurückzuführen ist, und daß diese nicht mit einer Änderung in der Zusammensetzung des Preßlings, der behandelt werden soll, variiert.

Beispiel 7 Oberflächenmodifizierung zum Zwecke der Größenbehandlung

Fig. 4 ist ein Beispiel für die Anwendung der Behandlung zur Modifizierung der Oberfläche der vorliegenden Erfindung, um die Verarbeitbarkeit und Wiederverdichtungsfähigkeit bei einem Verfahren zur Größenbehandlung zu verbessern, wobei das Verfahren aus Fig. 4 die Schritte umfaßt:

Verdichten (10); Oberflächenmodifizieren (11); Sintern (12); Größenbehandeln und Bearbeiten (13) und Karburieren unter Wärme (14).

In Übereinstimmung mit dem Verfahren aus Fig. 4 wurden die folgenden Abläufe ausgeführt.

Herstellung der Proben Nr. 34 und 35

Die Mischung (4) aus Beispiel 6 wurde zu röhrenförmigen Grünpreßlingen verdichtet, die einen Innendurchmesser von 20 mm, einen Außendurchmesser von 30 mm, eine Länge von 10 mm und eine Gründichte von 6,6 g/cm³ aufwiesen. Es wurden zwanzig Exemplare der Grünpreßlinge geformt.

Unter einer Luftatmosphäre wurde der Oberflächenmodifizierer A, der in Beispiel 4 hergestellt wurde, mit einer Saugwatte auf die äußere Oberfläche von 10 Preßlingen der oben erhaltenen Grünpreßlinge aufgebracht. Dieses Aufbringungsverfahren wurde noch zweimal für jeden Preßling wiederholt. Dann wurden die so behandelten Preßlinge in einer nichtoxidierenden Gasatmosphäre (dissoziierter Ammoniak) bei einer Temperatur von 1250°C gesintert, um die Sinterkörper der Probe Nr. 34 zu erhalten.

Weitere zehn Grünpreßlinge wurden in einer nichtoxidierenden Gasatmosphäre (dissoziierter Ammoniak) bei einer Temperatur von 1250°C ohne Aufbringung des Oberflächenmodifizierers gesintert, um die Sinterkörper von Probe Nr. 35 zu erhalten.

Größenbehandlung und Karburierung

Jeder der Sinterkörper von den Proben Nr. 34 und 35 wurde in einer Form bei einem Nachpreßdruck von 500 MPa nachgepreßt, und der Außendurchmesser der Sinterkörper der Proben Nr. 34 und 35 wurde zur Einschätzung des Ausdehnungsunterschiedes vermessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 gezeigt.

Für die Karburierung wurden die Sinterkörper der Proben Nr. 34 und 35, die nach dem obigen Nachpreßverfahren erhalten wurden, bei einer Temperatur von 850°C für 60 Minuten in einer Atmosphäre, die einen Kohlenstoffpotentialwert von 0,8% aufwies, erwärmt. Außerdem wurden sie in einem Öl bei 60°C gehärtet und dann in einer Luftatmosphäre bei 180°C temperiert. Bei jedem dieser Sinterkörper wurde die obige Messung des Außendurchmessers wiederholt, um den Ausdehnungsunterschied einzuschätzen. Weiterhin wurde jeder der Sinterkörper bezüglich der radialen Bruchfestigkeit mittels eines Amsler-Type- Universal-Testers vermessen. Die Ergebnisse der obigen Messungen sind in Tabelle 10 gezeigt.

In Tabelle 9 und Tabelle 10 bedeutet die "Differenz des Außendurchmessers", die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert des Außendurchmessers.

Tabelle 9

Tabelle 10

Da der Oberflächenbereich des Sinterkörpers durch den eindringenden Oberflächenmodifizierer weichgemacht wird, kann die Ausdehnung des Sinterkörpers leicht mittels eines Verfahrens zur Größenbehandlung korrigiert werden. Die Wirkung, den Oberflächenbereich des Sinterkörpers präzise herzustellen, kann auch über eine Größenbehandlung des weichen Oberflächenbereiches erhalten werden. Weiterhin wird die mechanische Festigkeit dem Oberflächenbereich des Sinterkörpers am Ende durch die Karburierungsbehandlung verliehen.

Wie in der obigen Beschreibung, eindeutig gezeigt wird, umfaßt die Oberflächenmodifizierung gemäß der vorliegenden Erfindung den Schritt des Eindringenlassens des Oberflächenmodifizierers, der die Borkomponente enthält, entweder in einen Preßling, einen vorgesinterten Preßling oder in einen Sinterkörper, der aus einer Eisenlegierung mit Kohlenstoff zusammengesetzt ist, und den Schritt des Sinterns oder Erwärmens des Preßlings oder des Sinterkörpers, der mit dem Oberflächenmodifizierer imprägniert ist. Da diese Oberflächenmodifizierung nur die Härte des imprägnierten Bereichs in dem Eisenlegierungsmaterial verringert, ermöglicht es, die Herstellung einer Sintereisenlegierung, die bezüglich der Bearbeitungsfähigkeit wie zum Beispiel der Verarbeitungsfähigkeit, der Leichtigkeit der Größenbehandlung, etc. bei geringen Kosten hervorragend ist.

Weiterhin ist die Oberflächenmodifizierung der vorliegenden Erfindung nicht nur auf ein Sintereisenlegierungsmaterial, sondern auch auf Stahl und andere gewöhnliche Eisenmaterialien, die Kohlenstoff enthalten, anwendbar, und es ist möglich, verschiedenartige Maschinenteile und Bauteile bei geringen Kosten unter Verwendung des leicht verarbeitungsfähigen Materials, das durch Aufbringen des Oberflächenmodifizierers auf jedem dieser Materialien und durch Sintern derselben erhalten wird, herzustellen. Als ein Ergebnis des Obigen kann das Gebiet, auf dem die Sintereisenlegierung und andere Eisenmaterialien verwendet werden können, größer werden.

Da es viele, offensichtlich sehr verschiedene Ausführungsformen der vorhandenen Erfindung gibt, die hergestellt werden können, ohne daß man den Geist und Rahmen dieser Erfindung verläßt, wird es verstanden, daß die Erfindung nicht auf die spezifischen Ausführungsformen davon begrenzt ist, mit Ausnahme wie durch die beiliegenden Ansprüche definiert.

Claims (22)

1. Eine Pulvermischung für die Herstellung einer Sintereisenlegierung, umfassend:
Bor oder eine Borverbindung, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Boroxid, Borsulfid, Borhalogenid, Borhydrid, Borsäure, Borat und Tetrafluorborat; 0,1 bis 2,0 Gew.-% Graphit; und
Eisen.

2. Die Pulvermischung gemäß Anspruch 1, wobei die Borverbindung Dibortrioxid ist, und die Borverbindung in der Pulvermischung in einem Anteil von 0,01 bis 1,0 Gew.-% enthalten ist.

3. Die Pulvermischung gemäß Anspruch 1, wobei die Borverbindung aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Dibortrioxid, Dibordioxid, Tetrabortrioxid, Tetraborpentaoxid, Borhydrid, Bortrifluorid, Bortrichlorid, Bortribromid, Bortrÿodid, Dibortetrachlorid, Dibortetrabromid, Dibortetrajodid, Orthoborsäure, Metaborsäure, Tetraborsäure, Borax, Larderellit, Kotoit und Ammoniumtetrafluorborat, und die Borverbindung in der Pulvermischung in einem Anteil von 0,1 bis 4,0 Gew.-% enthalten ist.

4. Die Pulvermischung gemäß Anspruch 1, die weiter umfaßt: 0,1 bis 2,5 Gew.-% Bornitrid.

5. Die Pulvermischung gemäß Anspruch 1, wobei das Eisen in der Pulvermischung in einem Anteil von 90 bis 99,9 Gew.-% enthalten ist.

6. Ein Verfahren zum Herstellen einer Sintereisenlegierung, umfassend die Schritte:
Herstellen einer Pulvermischung, umfassend: Bor oder eine Borverbindung, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Boroxid, Borsulfid, Borhalogenid, Borhydrid, Borsäure, Borat und Tetrafluorborat; 0,1 bis 2,0 Gew.-% Graphit; und
Eisen;
Verdichten der Pulvermischung, um einen Grünpreßling zu bilden; und
Sintern des Grünpreßlings in einer nichtoxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 1000 bis 1250°C.

7. Das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 6, wobei der Grünpreßling bei dem Verdichtungsschritt so gebildet wird, daß er eine Gründichte von ungefähr 6,4 bis 7,2 g/cm³ besitzt, und die nichtoxidierende Atmosphäre des Sinterschrittes aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Wasserstoffgas, Stickstoffgas, dissoziiertem Ammoniakgas, Argongas, exothermem Gas, endothermem Gas und Vakuum.

8. Das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 6, wobei die Borverbindung Dibortrioxid ist und die Borverbindung in der Pulvermischung in einem Anteil von 0,01 bis 1,0 Gew.-% enthalten ist.

9. Das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 8, wobei die Borverbindung in die Pulvermischung durch Zugabe von Bornitridpulver, das als Verunreinigung Dibortrioxid in einem Anteil von 10 bis 40 Gew.-% enthält, eingebracht wird.

10. Ein Verfahren zum Herstellen einer Sintereisenlegierung, umfassend die Schritte:
Herstellen einer Pulvermischung, die Eisen umfaßt und 0,1 bis 2,0 Gew.-% Graphit enthält;
Verdichten der Pulvermischung, um einen Grünpreßling zu bilden;
Herstellen einer Lösung, die eine Borkomponente enthält, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Bor, Boroxid, Borsulfid, Borhalogenid, Borhydrid, Borsäure, Borat und Tetrafluorborat;
Eindringenlassen der Lösung in den Grünpreßling; und
Sintern des Grünpreßlings in einer nichtoxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 1000 bis 1250°C, um eine Sintereisenlegierung zu erhalten.

11. Das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 10, weiter umfassend die Schritt:
Einbringen des Grünpreßlings vor dem Imprägnierungsschritt in eines Atmosphäre eines verringerten Druckes, um Luft aus dem Grünpreßling zu entfernen.

12. Das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 10, weiter umfassend die Schritte:
Bearbeiten der Sintereisenlegierung; und
Karburieren der Sintereisenlegierung nach dem Bearbeitungsschritt.

13. Ein Verfahren zum Herstellen einer Sintereisenlegierung, umfassend die Schritte:
Herstellen einer Pulvermischung, die Eisen umfaßt und 0,1 bis 2,0 Gew.-% Graphit enthält;
Verdichten der Pulvermischung, um einen Grünpreßling zu bilden;
Vorsintern des Grünpreßlings bei einer Temperatur von 300 bis 950°C, um einen vorgesinterten Preßling zu erhalten;
Herstellen einer Lösung, die eine Borverbindung enthält, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Bor, Boroxid, Borsulfid, Borhalogenid, Borhydrid, Borsäure, Borat und Tetrafluorborat;
Eindringenlassen der Lösung in den vorgesinterten Preßling, um einen imprägnierten Preßling zu erhalten; und
Sintern des imprägnierten Preßlings in einer nichtoxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 1000 bis 1250°C.

14. Das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 13, ferner umfassend die Schritt:
Einbringen des vorgesinterten Preßlings vor dem Imprägnierungsschritt in eine Atmosphäre eines verringerten Druckes, um Luft aus dem vorgesinterten Preßling zu entfernen.

15. Das Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 13, weiter umfassend die Schritte:
Bearbeiten der Sintereisenlegierung; und
Karburieren der Sintereisenlegierung nach dem Verarbeitungsschritt.

16. Ein Verfahren zum Modifizieren einer Kohlenstoff­ enthaltenden Eisenlegierung, umfassend die Schritte:
Herstellen einer Lösung, die eine Borkomponente enthält, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Bor, Boroxid, Borsulfid, Borhalogenid, Borhydrid, Borsäure, Borat und Tetrafluorborat;
Eindringenlassen der Lösung in die Eisenlegierung; und
Erwärmen der Eisenlegierung nach dem Imprägnierungsschritt in einer nichtoxidierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 1000 bis 1250°C.

17. Das Modifizierungsverfahren gemäß Anspruch 16, wobei die Lösung hergestellt ist durch Lösen der Borkomponente in einer Konzentration von 0,01 bis 0,3 g/ml in einem Lösungsmittel, das enthält Wasser oder Alkohol, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus Methanol, Ethanol, 1-Propanol und 2- Propanol.

18. Das Modifizierungsverfahren gemäß Anspruch 16, weiter umfassend die Schritt:
Einbringen der Eisenlegierung vor dem Imprägnierungsschritt in eine Atmosphäre mit verringertem Druck, um Luft aus der Eisenlegierung zu entfernen.

19. Ein Sintereisenlegierungsprodukt, hergestellt nach dem Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 6.

20. Ein Sintereisenlegierungsprodukt, hergestellt nach dem Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 10.

21. Ein Sintereisenlegierungsprodukt, hergestellt nach dem Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 13.

22. Ein Eisenlegierungsprodukt, modifiziert nach dem Modifizierungsverfahren gemäß Anspruch 16.