DE2201515A1

DE2201515A1 - Bei hohen temperaturen verschleissfeste sinterlegierung

Info

Publication number: DE2201515A1
Application number: DE19722201515
Authority: DE
Inventors: Kametaro Hashimoto; Kunizo Imanishi; Seishu Mitani; Itaru Niimi; Yoichi Serino; Aichi Toyota; Kenzi Ushitani
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1971-06-28
Filing date: 1972-01-13
Publication date: 1973-01-18
Also published as: DE2201515C3; JPS549127B2; JPS4832713A; GB1355291A; US3806325A; DE2201515B2

Description

Bei hohen Temperaturen verschleißfeste Sinterlegierung

Die Erfindung betrifft eine bei hohen Temperaturen verschleißfeste Sinterlegierung.

Eine derartige Sinterlegierung ist insbesondere zur Herstellung von Ventilsitzringen von Verbrennungsmotoren geeignet. Zur Herstellung derartiger Ventilsitzringe wurden seither Materialien wie besondere Gußeisensorten oder wärmebeständiger Stahl verwendet. Diese Materialien arbeiten zufriedenstellend, wenn als Treibstoff verbleites Benzin, verwendet wird, da das Bleioxyd, das aus dem Bleitetrachlorid der Antiklopfmittel entsteht, durch sein Anhaften auf der Oberfläche- der Ventilsitzringe hinreichende Schmierung sicherstellt. Das verhindert einen Verschleiß der Ventilsitzringe und führt gleichzeitig zu voller Leistung des Motors. Diese Materialien haben jedoch den Nachteil, daß die Schmierung durch Bleioxyd verloren geht und der Verschleiß der Ventilsitzringe erheblich zunimmt, wenn als Treibstoff des Verbrennungsmotors verflüssigtes Propangas oder bleifreies Benzin verwendet wird. Der Motor leidet dann unter der verminderten Abgabeleistung und arbeitet nicht mehr normal.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkstoff zu schaffen, der diese Nachteile nicht aufweist. Es liegt ihr insbesondere die Aufgabe zugrunde, bei hohen Temperaturen verschleißfeste Sinterlegierungen zu schaffen, die zur Herstellung von Ventilsitzringen und ähnlich beanspruchten Teilen verwendbar sind. Es liegt ihr ferner die Aufgabe zugrunde, Werkstoffe zur Herstellung derartiger Teile zu schaffen, die eine ausreichende Schmierung bei den genannten Beanspruchungen gewährleisten.

Eine bei hohen Temperaturen verschleißfeste Sinterlegierung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Poren eines auf Eisenbasis hergestellten Sintergkelett» das in Gewichtsprozenten 0.25 bis 8 <fo Molybdän, O.I bis I.0 % Kohlenstoff und insgesamt 0.2 bis 2.0 % eines oder mehrerer der Metalle Tungsten, Vanadium, Titan und Tantal enthält, mit einem Metall oder einer Metallegierung getränkt werden, das bzw. die aus folgender Gruppe ausgewählt ist: Kupfer, Kupferlegierungen, Kupfer-Blei-Legierungen, Legierungen auf Kupfer-Blei-Basis, Blei, Legierungen auf Blei-Basis, Antimon. Weitere Kennzeichen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.

Aus derartigen Metallegierungen hergestellte Ventilsitzringe haben eine ausgezeichnete Verachleißfestigkeit bei einer Verwendung in Verbrennungsmotoren, die mit verflüssigtem Propangas oder bleifreiem Benzin betrieben werden. Außerdem ist sichergestellt, daß der Motor trotz der Verwendung dieser Treibstoffe normal arbeitet. Die Legierungen, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind, können auch zur Herstellung von Walzen beim Warmwalzen von Stahl oder anderen Teilen, die hoher Wärmebelastung ausgesetzt sind, verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Metallegierung entsteht dadurch, daß die Poren eines Körpers aus einer gesinterten Ei senlegierung mit gewissen Metallen oder deren Legierungen getränkt werden, die Schmierwirkung erzeugen. Der auf Eisenbasis hergestellte Sinter-

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körper hat dabei eine bestimmte Zusammensetzung. Eisen ist der Hauptbestandteil. Weitere Bestandteile sind: 2,5-bis 8 )■» Molybdän, 0.1". bis 1.0 9b Kohlenstoff, sowie 0.2 bis 2.0 f> eines oder mehrerer Metalle, die folgender Gruppe entnommen sind: Tungsten, Vanadium, Titan und Tantal. Es kann auch Eisen verwendet werden, dem als Hauptbe!mischungsbestandteil 0.25 bis 8 f> Molybdän, 0.1 bis 1.0.9b Kohlenstoff und 1 bis 20 Jo Nickel und Kupfer, jeweils allein oder kombiniert beigemischt sind. Ferner ist Eisen verwendbar, dem als Hauptbeimischungsbestandteil 0.25 bis 8 °/o Molybdän, 0.1 bis 1.0 ψ Kohlenstoff und 0.1 bis 2.0 °/o eines oder mehrerer Bestandteile der Gruppe Phosphor, Schwefel und Bor beigemischt sind. Zu den Metallen und Metallegierungen, die Schmierwirkung aufweisen, gehören: Kupfer oder Kupferlegierungen, die mit einem oder mehreren Metallen der Gruppe Chrom, Zinn und Zink vermischt sind; damit wird die Tränkung vorgenommen, so daß diese Stoffe schließlich 10 bis 30 % der so hergestellten Sinterlegierung ausmachen. Ferner können Kupferlegierungen oder Kupfer-Blei-Legierungen, denen eines oder mehrere Metalle der Gruppe Chrom,^v Zlnfi urilr'ZinxX verwendet werden; damit wird die Tränkung vorgenommen, so daß diese Stoffe 5 bis 30 fi der damit hergesielten Legierung ausmachen. Ferner können Blei, Antimon oder Blei-Legierungen, denen eines oder mehrere Metall der Gruppe Wismut, Antimon und

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Kadmium beigerugt sincy; damit wird die Tränkung so vorgenommen, daß diese Stoffe 1 bis 25 °/o der damit hergestellten Legierung ausmachen. Die Prozentangaben im vorhergehenden und im folgenden beziehen sich jeweils auf Gewichtsprozent.

Die Sinterlegierungen, die nach der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, erhält man, indem man geschmolzene MeIaLIe oder ihre Legierungen, die Schmierwirkung aufweisen, zur Tränkung der Poren eines auf Eisenbasis hergestellten Sintergefüges verwendet, das bei hohen Temperaturen hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit aufweist. Diese Legierungen sind insbesondere geeignet zur Herstellung von Ventilsitzringen von Verbrennungsmotoren.

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Im Folgenden wird die Bedeutung und die Wirkung jedes der verwendeten Bestandteile und die Gründe für die Bemessung der Anteilsbereiche der Beimischungen erläutert. Zunächst erfolgt dabei die Erläuterung derjenigen Elemente, aus denen das auf Eisenbasis hergestellte üintergefüge (oder Sinterskelett) hergestellt ist.

Kohlenstoff dringt in Eisen in Form einer festen Lösung ein und bildet Perlit. Dadurch wird sowohl die Verschleißfestigkeit als auch die Festigkeit der Legierung erhöht. Dieser Effekt ist jedoch bei weniger als 0.1 ^c/o Kohlenstoffgehalt nicht mehr wahrnehmbar. Andererseits bewirkt die Zusetzung von mehr als 1.0 fi Kohlenstoff einen Niederschlag von Zementit, der die Legierungen brüchig macht und durch den die maschinelle Bearbeitbarkeit der Legierungen vermindert wird. Daraus ergibt sich ein Bereich für die Zusetzung von Kohlenstoff zwischen 0.1 > und 1.0 %.

Die Zusetzung von Molybdän erhöht sowohl die Anlaßbeständigkeit der Legierungen, als auch ihre Kerbschlagzähigkeit. Außerdem bildet Molybdän als Präzipitat und Pseudo-Präzipitat bei hoher Temperatur ein Oxyd, das zur Herabsetzung des Reibungskoeffizienten und zur Anhebung der Verschleißfestigkeit führt. Bei Zusätzen von weniger als 0.25 °/o ist dieser Effekt jedoch nicht mehr wesentlich; bei Zusetzen von mehr als 8 > nimmt dieser Effekt nicht mehr zu. Daher liegt der wünschenswerte Bereich von Molybdänzusätzen zwiechen 0.25 und 8 Jo.

Tungsten, Vanadium, Titan oder Tantal bilden bei ihrer Zusetzung zu dem !Sinterskelett zusammen mit Kohlenstoff Niederschläge in Form der Karbide WC, VC, TiC, TaC, usw. Dadurch wird die Festigkeit des Sintergefüges und seine Verschleißfestigkeit erhöht. Setzt man jedoch mehr als insgesamt 2 ',·<> dieser Bestandteile, d.h. eines oder mehrerer dieser Elemente hinzu, dann wird das gesinterte Skelett außerordentlich hart und damit die Legierung brüchig und schwer bearbeitbar. Eine Zusetzung

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von weniger als 0.2 <?o dieser Elemente führt jedoch auf der anderen üeite zu einer nicht erheGlichen Zunahme der genannten Eigenschaften der Legierungen. Der Bereich des Zusatzes liegt daher vorzugsweise zwischen 0.2 ^c/o und 2.0 fi.

Nickel dringt in Eisen in Form einer festen Lösung ein und erhöht die mechanische festigkeit und die Wärmebeständigkeit der so hergestellten Legierungen.

Fügt man den Sinterskeletten Kupfer zu, dann dringt es teilweise in Form einer Festen Lösung in das Eisen ein und erhöht die Härte und die mechanische Festigkeit der Legierung. Der andere Teil des Kupfers bleibt in den Poren des Sinterskeletts und wirkt auf die gleiche Weise, wie dasjenige Kupfer, das zur Tränkung desselben verwendet wird.

Werden Nickel und Kupfer gleichzeitig zugesetzt, dann wird die erwähnte Wirkung ebenfalls erzielt. Bei einem Zusatz von weniger als 1 fo dieser Elemente ist jedoch die Wirkung gering; bei mehr als 20 ^c/o nimmt die Härte der Legierungen außerordentlich zu und daher wird die maschinelle Bearbeitbarkeit beeinträchtigt. Daher liegt der wünschenswerte Bereich zwischen 1 fo und 20 ^c/o.

Die Beimengung von Phosphor und Schwefel zum Sinterskelett verDessert die maschinelle Bearbeitbarkeit und senkt den Reibungskoeffizienten, erhöht also dadurch die Verschleißfestigkeit, außerdem werden die mechanischen Eigenschaften der Legierungen bis zu einer Beimengung von 2 ^L/o verbessert. Bei einer Beimengung von mehr als 2 ^c/o nimmt jedoch die Brüchigkeit in unerstrebenswerter Weise zu. Auf der anderen Seite bewirkt die Beimengung von weniger als 0.1 "ja keine wesentliche Verbesserung.

Bor verstärkt die Härte und die Zugfestigkeit und verbessert die Verschleißfestigkeit erheblich. Der Effekt ist jedoch bei weniger als 0.2 °/o gering; bei mehr als 1 ^v/*> sinkt die Kerbschlagzähigkeit schroff ab. Daher ist ein Bereich von 0.2 bis 1.0 fo vorzuziehen.

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Im Folgenden wird die Wirkung der zur Tränkung verwendeten Materialien beschrieben, Ein Teil des Kupfers dringt in Form einer festen Lösung in das Eisen ein und erhöht damit die Härte und die Festigkeit der Legierung, sowie die Verschleißfestigkeit. Der Rest des Kupfers füllt die Poren des Sinterskeletts und erhöht damit die Wärmeleitfähigkeit, die ihrerseits die Wärmebelastung der Legierung vermindert. Außerdem bildet Kupfer bei hohen Temperaturen auf der Oberfläche einen dünnen Oxydfilm, der zur Schmierwirkung beiträgt und verbessert dadurch die Verschleißfestigkeit der Legierung. Bei weniger als 10 fo Kupfer ist der Effekt jedoch nur gering; bei mehr als 30 ^c/o wird auf der anderen Seite die Dichte des Sinterskeletts und die Festigkeit der Legierung vermindert. Daher liegt der wünschenswerte Bereich des zur Tränkung verwendeten Kupfers zwischen 10 und 30 fi.

Setzt man neben Kupfer bei der Tränkung auch Chrom zu, dann dringt ein Teil desselben in das Kupfer in Form einer festen Lösung ein und erhöht damit die Festigkeit des Kupfers und verhindert gleichzeitig, dais die Legierung mit einem Teil, mit dem sie während der Benutzung in Kontakt gerät, Schmelzverbindungen bildet. Ein demzufolge eintretender Abrieb wird daher auf diese Weise erheblich herabgesetzt. Der Hestteil des Chroms dispergiert in das Kupfer und bildet auf der Oberfläche der Legierung bei hoher Temperatur einen dünnen Oxydfilm, der den Reibungskoeffizienten verringert und damit die Verschleißfestigkeit erhöht.

Das im weiter unten angegebenen und erläuterten Beispiel 5 als eines der Tränkungsmaterialien verwendete Blei wird auf die Kontaktoberfläche der Legierung unter hoher Temperatur aufgetragen und bildet Bleioxyd, das die Schmierwirkung und damit die Verschleißfestigkeit erhöht. Bei weniger als 1 ^ujo ist dieser Effekt jedoch unzureichend; mehr als 25 f> sind jedoch für die Verstärkung des Sinterskelettes nicht nützlich.

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Die Beimischung von Kadmium zu Blei hindert das Blei an einer Expansion während des bchmelzens. Dadurch wird das Blei besser eingeschlossen.

Wird, wie im unten angegebenen Beispiel 3» eine Legierung, bestehend aus 70 °/o Kupfer und 30 ^l/o Blei (Keimet) zur Tränkung verwendet, wird insbesondere aber Kupfer und Blei gleichzeitig zur Tränkung verwendet, dann verbessert Kupfer die Benetz ungsfähigkeit des Bleis hinsichtlich der Eisenmatrix und führt dadurch dazu, daß das Blei auf der Kontaktoberfläche der Legierung gleichmäßiger und dünner anhaftet, als wenn Blei allein zur Tränkung verwendet wird. Dadurch wird ebenfalls die Schmierwirkung des Bleioxyds erhöht. Dieser Effekt der gleichzeitigen Trankung mit Kupfer und Blei tritt zusätzlich zu den oben erwähnten Wirkungen der individuellen Einflüsse jedes dieser Elemente auf. Wird gleichzeitig mit Kupfer außerdem noch mit Zinn getränkt, so tritt eine Erhöhung der Festigkeit der Kupfermatrix und damit eine Erhöhung der Verschleißfestigkeit auf. Die Wirkung von Zink ist ähnlich wie die von Zinn. Im unten angegebenen Beispiel 4 wird Zinn zusammen mit Kupfer und Blei zur Tränkung verwendet. Zinn trägt zu einer feinen und einheitlichen Dispersion des Bleis im Kupfer bei.

Antimon hat einen ähnlichen Effekt wi e Blei und ist insbesondere zur Verwendung bei hohen Temperaturen geeignet, da der Schmelzpunkt des Antimons (630 G) höher alb der bchmelzpunkt des Bleis (327° C) ist. Der Antimongehalt liegt vorzugsweise zwischen 1 und 2b >, da bei weniger als 1 ?« der Effekt nur gering ist und bei mehr als 25 °/_o die damit erzielte Legierung nicht die genügende Festigkeit aufweist.

Im Beispiel 6, wo zur Tränkung 80 '/« Blei und 20 $*> Wismut verwendet werden, ist die Verwendung von Wismut angebracht in fällen, in denen eine geringe Temperatur auftritt, da die Zufügung von Wismut zu Blei die bchmelüneigung des Bleis herabsetzt. Die in Beispiel ö zur Tränkung angegebene Blei-Aiitimon-

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Legierung ist geeignet für Fälle, in denen relativ hohe Temperaturen auftreten, da die Beifügung von Antimon in Höhe von 25 <ji> oder mehr zu Blei die üchmelzneigung des Bleis erhöht (z.B. ungefähr 520° C bei einem Gehalt von bO I/o Antimon).

Die Sinterlegierungen gemäß der Erfindung werden dadurch hergestellt, daß zunächst ein binterskelett aus Molybdän und Kohlenstoff enthaltendem Eisen hergestellt wird, das hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit bei hoher Temperatur durch folgende Zusätze aufweist: (1) Vanadium, Titan oder Tantal, wodurch Karbide, also WC, VC, TiC oder TaC gebildet werden, die in der Legierung dispergiert sind; (2) Nickel oder Kupfer, das in die Legierung in Form einer festen Lösung eindringt und dadurch die Festigkeit der Legierung erhöht; (3) Phosphor oder Schwefel, wodurch eine Schmierwirkung herbeigeführt wird; oder (4) Bor, das bei hohen Temperaturen eine hohe Verschleißfestigkeit aufweist.

Danach wird eine noch weiterhin verbesserte Verschleißfestigkeit der hergestellten Legierungen bei hoher Temperatur da-.durch bewirkt, daß die Poren des S'interskeletts mit weichen Metallen oder ihren Legierungen, die Schmierwirkung aufweisen, getränkt werden, so insbesondere mit Kupfer oder Kuperlegierungen, denen eines oder mehrere Metalle der folgenden Gruppe zugesetzt werden: Chrom, Zinn und Zink; Kupfer-Blei-Legierungen oder Kupfer-Blei-Legierungen unter Zusetzung von einem oder mehreren der Metalle Chrom, Zinn und Zink; Blei oder Antimon oder Blei-Legierungen unter Zusetzung von einem oder mehreren der Metalle Wismut, Antimon und Cadmium.

Wegen ihrer hervorragenden Eigenschaften sind diese Legierungen als Ausgangsmaterialien für Ventilsitzringe von Verbrennungsmotoren und Lager, die hohe Temperaturen erreichen können oder solchen ausgesetzt sind, bestens geeignet.

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Im Folgenden werden mehrere ü.usführungsbeispiäß der Erfindung angegeben:

Beispiel 1

Reduzierendes Eisenpulver von weniger als 100 mesh iäiebfeinheit, feines Elektrolyt-Molybdänpulver von 3 bis 6 μ Partikelgroße, Graphitpulver und Pulver einer Eisen-Tungsten-Legierung von weniger als 200 mesh üiebfeinheit werden so gemischt, daii sich eine Mischung von 92.4 fo Eisen, 5 > Molybdän, 2 y₀ Tungsten und 0.6 ^ Kohlenstoff ergibt. Die Mischung wird unter einem

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Danach wird das üinterskelett getränkt. Dabei wird ein Tränkungsmaterial verwendet, das 90 °/o Kupfer, 5 5« Eisen und 5 fo Mangan enthält. Die Tränkung erfolgt bei 1 130° C für den Zeitraum von einer und einer halben btunde in reduzierender Gasatmosphäre. Danach erhalt man eine Sinterlegierung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Beispiel 2

Reduzierendes Eisenpulver von weniger als 100 mesh Siebfeinheit, feines Elektrolytmolybdänpulver von 3 bis 6 μ Partikelgröße, Graphitpulver und Pulver einer Eisen-Titan-Legierung von weniger als 200.mesh biebfeinheit werden derart gemischt, daß man folgende Zusammensetzung erhält: 92.2 </o Eisen, 5 7" Molybdän, 2 °/o Titan und ο.θ f> Kohlenstoff. Die Mischung wird dann unter einem Formdruck von 5 t/cm bis auf eine Dichte von 6.7 g/cm geformt. Danach wird die geformte Masse bei einer.Temperatur von 1 170 G eine und eine halbe Stunde lang in einer nicht-oxydierenden Gasatmosphäre gesintert. Auf diese Weise erhält man das üinterskelett. Das binterskelett wird dann getränkt. Dabei wird eine Legierung verwendet, die 95 % Kupfer und 5 ^Q/o Chrom aufweist.

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Die Sinterung erfolgt bei 1 130° C für die Dauer von einer und einer halben Stunde in einer nicht oxydierenden Gasatmosphäre

Beispiel 3

Reduzierendes Eisenpulver von weniger als 100 mesh Siebfeinheit, feines Elektrolyt-Molybdän-Pulver von 3 bis 6 ja Partikelgrötte, Graphitpulver und Pulver einer Eisen-Vanadium-Legierung (30 ψ Eisen und 70 ft> Vanadium) von weniger als 100 mesh Siebfeinheit werden derart gemischt, daii man folgende Zusammensetzung erhält: 92.2 o/o Eisen, 5 % Mofybdän, 2 fo Vanadium und o.8 % Kohlenstoff. Nachdem die Mischung unter einem Formdruck von 5 t/cm auf eine Dichte von 6.7 g/cm geformt worden ist, wird die geformte Masse einem Sinterprozeü ausgesetzt, der bei 1 170 G eine und eine halbe Stunde lang in einer reduzierenden Gasatmosphäre stattfindet. Man erhält damit ein Sinterskelett. Die Poren des Sinterskeletts werden mit einer Legierung getränkt, die zu 70 fo aus Kupfer und 30 Jfe aus Blei besteht (Keimet). Die Sinterung findet bei 1 050 C eine und eine halbe Stunde lang in reduzierender Gasatmosphäre statt.

Beispiel 4

Reduzierendes Eisenpulver von weniger als 100 mesh Siebfeinheit, feines Elektrolyt-Molybdän-Pulver von 3 bis 6 μ Partikelgröüe, Graphitpulver und gemahlenes Tantal-Pulver von weniger als 100 mesh Siebfeinheit werden derart gemischt, daß folgende Mischung entsteht: 92.9 f> Eisen, 5 °/o Molybdän, 1.5 fo Tantal und 0.6 fo Kohlenstoff. Die dadurch gewonnene Mischung wird unter einem Formdruok von 5 t/cm auf eine Dichte von 6.7 g/cm geformt; die geformte Masse wird einem Sinterprozeü ausgesetzt, der bei 1 170° G eine und eine halbe Stunde lang in reduzierender Gasatmosphäre stattfindet. Auf diese Weise erhält man ein Sinterskelett. Die Poren dieses Sinterskeletts werden eine Stunde lang bei einer Temperatur von 1 050° C mit einer Legierung getränkt,

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-. 11 die 60 ^ü/o Kupfer, 30 °/o Blei und 10 ^l/o Zinn enthält.

Beispiel 5

.Reduzierendes Eisenpulver von weniger als 100 mesh Siebfeinheit, feines Elektrolyt-Molybdän-Pulver von 3 bis 6 μ Partikelgröide, Graphitpulver und feines Nickelcarbonylpulver von durchschnittlich 4 μ Partikelgröße werden derart gemischt, daß man folgende Mischung erhält: 89··7 °/o Eisen, 5 ^o/° Molybdän, 5 > Nickel und 0.3 % Kohlenstoff. Diese Mischung wird dann unter einem Formdruck von 5 t/cm auf eine Dichte von 6.7 g/cm geformt. Danach wird die geformte Masse einem Sinterungsprozeß ausgesetzt, der bei 1 170 C eine und eine halbe Stunde lang in reduzierender Gasatmosphäre stattfindet. Dabei erhält man ein Sinterskelett. Das Sinterskelett wird dann bei 1 000° G 45 Minuten lang in reduzierender Gasatmosphäre mit Blei getränkt.

Beispiel 6

Reduzierendes Eisenpulver von weniger als 100 mesh Siebfeinheit, feines Elektrolyt-Molybdän-Pulver, Graphit-Pulver und Pulver von elektrolytischem Kupfer von weniger als 100 mesh Siebfeinheit werden derart gemischt, daß sich folgende Mischung ergibt: 87.7 9b Eisen, 5 ^Molybdän, 7 > Kupfer und 0.3 °fo Kohlenstoff. Die Mischung wird dann unter einem Formdruck von 5 t/cm auf eine Dichte von 6.7 g/cm geformt. Danach wird die geformte Masse einem Sinterverfahren ausgesetzt, das bei 1 150° C eine und eine halbe Stunde lang in einer reduzierenden Gasatmosphäre stattfindet. Die Poren des damit gewonnenen Sinterskeletts werden dann bei einer Temperatur von 1 000 C 45 Minuten lang in reduzierender Gasatmosphäre mit einer Legierung getränkt, die zu 80 Jo aus Blei und 20 > aus Wismut besteht.

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Beispiel 7

Reduzierendes Eisenpulver von weniger als 100 mesh Siebfeinheit, feines Elektrolyt-Molybdän-Pulver von 3 bis 6 μ Partikelgroße, Graphitpulver und Schwefelpulver für chemische Zwecke werden derart gemiacht, daß folgende Mischung entsteht:

93.2 fr Eisen, 5 fr Molybdän, 1 fr Schwefel und 0.8 fr Kohlen-

2 stoff. Die Mischung wird dann unter einem Formdruck von 6 t/cm auf eine Dichte von 7.1 g/cm gepreßt. Durch einen Sinterprozeß bei 1. 130⁰G für die Dauer von einer und einer halben Stunde in reduzierender Gasatmosphäre erhält man das Sinterskelett. Danach werden die Poren desselben bei 1 100 C eine Stunde lang in reduzierender Gasatmosphäre mit Antimon getränkt.

Beispiel 8

Reduzierendes Eisenpulver von weniger als 100 mesh Siebfeinheit, feines Elektrolyt-Molybdän-Pulver, Graphitpulver und Pulver einer Eisen-Phosphor-Legierung von weniger als 100 mesh biebfeinheit werden derart gemischt, daß folgende Mischung entsteht: 94.1 fr Eisen, 5 fr Molybdän, 0.3 fr Phosphor und 0.6 fr' Kohlenstoff. Die Mischung wird dann unter einem Formdruck von 6 t/cm auf

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eine Dichte von 7.1 g/cm gepreßt. Die derart geformte Masse wird dann bei 1 130 C eine und eine halbe Stunde lang in reduzierender GasatmöSphäre, gepreßt, so daß man dann das Sinterskelett erhält. Die Poren des Sinterskeletts werden dann bei 1 050° C eine Stunde lang mit einer Legierung, die zu 40 fr" aus Blei und 60 fr aus Antimon besteht, getränkt. .

Die folgende Tabelle gibt die Testergebnisse an, die sich für die Beispiele 1 bis 8 hinsichtlich ihrer Eigenschaften und ihres Abriebs ergeben. Die Abriebmenge ist in der Tabelle in Millimetern angegeben, die in Richtung der Höhe des Probestückes abgetragen wurden, nachdem das Probestück 100 Stunden lang einem Stoßversuch (im sog. "sliding high-cycle impact tester") ausgesetzt wurden, bei dem ein unter einem Winkel angeordnetes Probe-

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ο stück unter einem Oberflächendruck von 30 kg/cm mit Hilfe eines Anschlags aus wärmebeständigem Stahl 2 500 Stößen pro Minute ausgesetzt wird, während das Probestück, das auf Gußeisen befestigt ist, zehnmal pro Minute gedreht wird. Die Temperatur beträgt dabei 500 bis 550° G.

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Claims

Patentansprüche:

1) Bei hohen Temperaturen verschleißfeste Sinterlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Poren eines auf Eisenbasis hergestellten Sinterskeletts, das in Gewichtsprozenten 0.25 bis 8 <p Molybdän, 0.1 bis 1.0 ⁰Jo Kohlenstoff und insgesamt 0.2 bis 2.0 ψ eines oder mehrerer der Metalle Tungsten, Vanadium, Titan und Tantal enthält, mit einem Metall oder einer Metallegierung getränkt werden, das bzw. die aus folgender Gruppe ausgewählt ist: Kupfer, Kupferlegierungen, Kupfer-Blei-Legierungen, Legierungen auf Kupfer-Blei-Basis, Blei-Legierungen auf Blei-Basis, Antimon.

2) Sinterlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tränkung mit Kupfer bis zu einem Gewichtsanteil von 10 bis 50 °/o des Gesamtgesichtes der Legierung erfolgt.

3) Sinterlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Tränkung bis zu 10 bis 30 ^c/o des Gesamtgewichtes der entstehenden- Sinterlegierung eine Legierung auf Kupferbasis verwendet wird, der eines oder mehrere folgender Metalle zugefügt ist: Chrom, Zinn, Zink.

4) Sinterlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tränkung bis 5 bis 30 °/o des Gesamtgewichts der entstehenden Legierung mit einer Kupfer-Blei-Legierung erfolgt.

5) Sinterlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Tränkung bis 5 bis 30 °/o des Gesamtgewichtes der entstehenden Sinterlegierung eine Legierung auf Kupfer-Blei-Basis verwendet wird, der eines oder mehrere Metalle der folgenden Gruppe zugesetzt ist: Chrom, Zinn, Zink.

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ο) Sinterlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 2Tur Tränkung bis zu 1 bis. 25 f> des Gesamtgewichtes Blei verwendet wird.

7) !Sinterlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Tränkung bis 1 bis 25 "Jo des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung eine Legierung auf Kupfer-Bleibasis verwendet wird, der eines oder mehrere folgender Metalle zugesetzt sind: Wismut, Antimon, Cadmium.

3) Sinterlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Tränkung bis zu 1 bis 25 fo des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung Antimon verwendet wird.

9) Bei hohen Temperaturen verschleißfeste Sinterlegierung dadurch gekennzeichnet, daß in die Poren sines auf Eisenbasis hergestellten Sinterskeletts, das in Gewichtsprozent 0.25 bis 8 % Molybdän, 0.1 bis 1.0 ^l/o Kohlenstoff und 1 bis 20 io einös oder mehrerer der Metalle Nickel und K_upfer enthält, mit einem Metall oder einer Metallegierung geti'ankt werden, das bzw. die aus folgender Gruppe ausgewählt ist: Kupfer, Legierungen auf Kupfei-Basid, Kupfer-Blei-Legierungen, Legierungen auf Kupfer-Blei-Basis, Blei, Legierungen auf Blei-Basis, Antimon.

" ) Sinterlegierung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß zur Tränkung bis zu 10 bis 20 % der hergestellten Legierung Kupfer verwendet wird.

11) Sinterlegierung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß zur Tränkung bis zu 10 bis 30 °/o des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung eine auf Kupfer-Basis hergestelle Legierung verwendet wird, dex eineo oder mehrere Metalle der Gruppe Chromium, Zinn, Zink zugesetzt ist.

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12) Sinterlegierung nach Anspruch 9» dadurch geicennzeichnet, daß zur Tränkung bis zu 5 bis 30 ^υ/ο des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung eine Kupfer-Blei-Legierung verwendet wird.

13) Sinterlegierung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daii zur Tränkung bis zu 5 bis 30 % des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung eine Legierung auf Kupfer-Blei-Basia verwendet wird, der eines oder mehrere Metalle der Gruppe Chrom, Zinn, Zink zugesetzt sind.

H) Sinterlegierung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daü zur Tränkung bis zu 1 bis 25 y<> des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung Blei verwendet wird.

15) Sinterlegierung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Tränkung bis zu 1 bis 25 > des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung eine Legierung auf Bleibasis unter Zusetzung eines oder mehrerer der Metalle Wismut, Antimon, Cadmium verwendet wird.

16) Sinterlegierung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Tränkung bis zu 1 bis 25 ^c/o des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung Antimon verwendet wird.

17) Bei hohen Temperaturen verschleißfeste Sinterlegierung, dadurch gekennzeichnet, daii in die Poren eines auf Eisenbas^s hergestellten Sinterskeletts, das in Gewichtsprozenten 0.25 \bis 8 $ Molybdän, 0.1 bis 1.0 # Kohlenstoff und 0.1 bis 2 % eines oder mehrerer der Metalle Phosphor,

, Schwefel und Bor enthält, mit einem Metall oder einer Metallegierung getränkt werden, das bzw. die aus folgender Gruppe ausgewählt ist: Kupfer, Legierungen auf Kupferbasis, Kupfer-Blei-Legierungen, Legierungen auf Kupfer-Blei-Basis, Blei, Legierungen auf Blei-Basis, Antimon.

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1ö) Sinterlegierung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Tränkung bis zu 10 bis 30 °/o des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung Kupfer verwendet wird.

19) Sinterlegierung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dab zur Tränkung bis zu 10 bis 30 ⁰Jo des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung e-ine Legierung auf Kupfer-Basis verwendet wird, der eines oder mehrere Metalle der Gruppe Chrom, Zinn, Zink zugesetzt ist.

20) Sinterlegierung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Tränkung bis zu 5 bis 30 ^c/o des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung eine Kupfer-Blei-Legierung verwendet wird.

21) Sinterlegierung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Tränkung bis zu 5 bis 30 °/o des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung eine legierung auf Kupfer-Blei-Basis verwendet wird, der eines oder mehrere der Metalle Chrom, Zinn und Zink zugesetzt sind.

22) Sinterlegierung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daii zur Tränkung bis zu 1 bis 25 % des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung Blei verwendet wird.

23) Sinterlegierung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Tränkung bis zu 1 bis 25 "/< > des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung eine Legierung auf Blei-Basis mit Zusatz von einem oder mehreren der Metalle Wismut, Antimon, Cadmium verwendet wird.

24) Sinterlegierung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Tränkung bis zu 1 bis 25 /<> des Gesamtgewichtes der entstehenden Legierung Antimon verwendet wird.

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25) Sinterlegierung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet., dali in dem auf Eisenbasis hergestellten Sinterskelett 0.2 bis 1.0 °/o Bor enthalten sind.

26) Ventilsitzring für Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer der in Anspruch 1 bis 23 gekennzeichneten Legierungen hergestellt ist.

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