DE2024943B2

DE2024943B2 - Sinterwerkstoff fuer elektroden

Info

Publication number: DE2024943B2
Application number: DE19702024943
Authority: DE
Inventors: der Anmelder C22c 39-14 ist
Original assignee: Klees, Horst Dieter, 3561 Achen bach
Priority date: 1970-05-22
Filing date: 1970-05-22
Publication date: 1972-03-23
Also published as: DE2024943A1

Description

Patentansprüche: 1. Sinterwerkstoff für Elektroden für das Widerstandsschweißen und Funken-Erosionsmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff aus einer Pulvermischung aus 0,4 bis 1,0 Gewichtsprozent Chrom, 0,02 bis 0,2 Gewichtsprozent Zirkoniumhydrid und zum Rest aus Kupfer besteht.
2. Sinterwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Chrom- und Zirkoniumhydridpulver aus einem spratzigen Korn besteht, dessen Korngröße maximal 1 ,um beträgt.
3. Sinterwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupferpulver aus einem dendritischen Korn mit maximaler Korngröße von 25 po besteht.
4. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode aus einem Sinterwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus der Pulvermischung hergestellter Preßling bei 8000 C unter Schutzgas-Atmosphäre gesintert und anschließend derart kalt verformt wird, daß er noch ein Übermaß von 20 bis 30 0/o über dem Sollmaß aufweist, und daß dieser gesinterte und vorverformte Preßling zwischen 9800 C und dem Schmelzpunkt des Kupfers unter Schutzgas-Atmosphäre lösungsgeglüht, dann abgeschreckt und zwischen 400 und 7000 C angelassen und anschließend auf Fertigmaß kalt verformt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßling unter Wasserstoff-Schutzgasatmosphäre gesintert, lösungsgeglüht und angelassen wird.
Die Erfindung betrifft einen Sinterwerkstoff für Elektroden für das Widerstandsschweißen und für Funken-Erosionsmaschinen und ein Verfahren zur Herstellung der Elektroden.
An Elektroden für das Widerstandsschweißen und für Funken-Erosionsmaschinen werden hohe Anforderungen hinsichtlich ihrer Härte, ihrer Erweichungstemperatur und gleichzeitig ihrer elektrischen Leitfähigkeit gestellt. So unterliegen bekannte Schweißelektroden z. B. aus kompakten Kupferlegierungen einem hohen Verschleiß und müssen häufig gewechselt werden, was durch erhöhte Nebenkosten ihre Wirtschaftlichkeit weiter herabsetzt. Hauptursache für den hohen Verschleiß dieser Elektroden ist, daß bei der geforderten elektrischen Leitfähigkeit die Härte der Elektroden bei den beim Schweißen auftretenden Temperaturen nicht mehr ausreicht.
Zur Erhöhung der Standfestigkeit wurde in der britischen Patentschrift 941 947 vorgeschlagen, an Stelle von Elektroden aus kompakten Kupferlegierungen pulvermetallurgisch hergestellte Elektroden zu verwenden, die aus Kupfer-, Chrom, Silber- oder Aluminiumpulvern bestehen, in denen 0,05 bis 300/o Zirkonium-, Chrom- und/oder Titandioxidpulver fein verteilt sind. Dieses Pulver soll zu einem Preßling verformt, gesintert und anschließend nachgepreßt werden, damit sich die Oxidteilchen zu flächenförmigen Schichten innerhalb der metallischen Matrix anordnen, um eine Härtesteigerung zu bewirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sinterwerkstoff und ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus diesem Werkstoff zu entwickeln, mit denen Elektroden herzustellen sind, die eine gegenüber bekannten Elektroden gesteigerte Härte und damit Standfestigkeit bei gleichzeitig guter elektrischer Leitfähigkeit haben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sinterwerkstoff aus einer Pulvermischung aus 0,4 bis 1 Gewichtsprozent Chrom, 0,02 bis 0,2 Gewichtsprozent Zirkoniumhydrid und zum Rest aus Kupfer besteht.
Zur Erzielung optimaler Eigenschaften der aus dem erfindungsgemäßen Sinterwerkstoff hergestellten Elektroden wird erfindungsgemäß so verfahren, daß der aus der Pulvermischung hergestellte Preßling bei 8000 C unter Schutzgas-Atmosphäre gesintert und anschließend derart kalt verformt wird, daß er ein Übermaß von 20 bis 30% über dem Sollmaß aufweist, und daß dieser gesinterte und vorverformte Preßling zwischen 9800 C und seinem Schmelzpunkt unter Schutzgas-Atmosphäre lösungsgeglüht, dann in Wasser abgeschreckt und bei 400-bis 7000 C angelassen und anschließend auf Fertigmaß kalt verformt wird. Mit diesem Verfahren ist es somit möglich, ein zeichnungsgerechtes Formteil ohne zeitraubende Zerspanung herzustellen.
Für die Pulvermischung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, für das Kupferpulver ein dendritisches Korn zu nehmen, das eine Korngröße von maximal 25 pm hat, und für das Chrom- und Zirkoniumhydrid-Pulver ein spratziges Korn mit maximal 1 Fm Durchmesser. Das Pulvergemisch wird vorteilhaft in isostatischen Preßverfahren verdichtet und dann etwa 1 Stunde bei 8000 C in Wasserstoff-Atmosphäre gesintert und homogenisiert. Dieser bereits hoch verdichtete und verfestigte Preßling wird dann im kalten Zustand so weit verformt, bis seine Abmessungen 20 bis 30 0/o über dem gewünschten Endmaß liegen. Der Preßling wird anschließend einer Lösungsglühung bei Temperaturen zwischen 9800 C und seinem Schmelzpunkt in Wasserstoff-Atmosphäre unterzogen und dann abgeschreckt. Die Lösungsglühung dauert je nach Größe des Preßlings 1 bis 3 Minuten, dann erfolgt ein Abschrecken in Wasser.
Zur Erhöhung der Härte des Preßlings und zur Steigerung dessen elektrischer Leitfähigkeit wird dieser zwischen 400 und 7000 C etwa 1 Stunde in Wasserstoff-Atmosphäre angelassen. Der Preßling wird dann durch eine weitere Kaltverformung, die, wie bereits ausgeführt, 20 bis 300/o betragen kann, auf seine Endabmessung gebracht. Hierdurch wird eine weitere Härtesteigerung erreicht.

Claims

Durch die Behandlung des erfindungsgemäßen Werkstoffes nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhält man eine Elektrode mit etwa den folgenden physikalischen Eigenschaften: Spezifisches Gewicht (kp/dm8) 8,8 Zugfestigkeit (kp/mm2) 45 Brinell-Härte (kp/mm2) . . . . . . . . . . 170 Elastizitätsmodul (kp/mm2) 12000 Elektrische Leitfähigkeit bei 200 C (m/mm2) 47 bis 51 Erweichungstemperatur (00) ab 550 Ausdehnungskoeffizient (0 bis 100°C) 1/°C ............ 17. 106