DE2206417C3

DE2206417C3 - Sintered alloy

Info

Publication number: DE2206417C3
Application number: DE19722206417
Authority: DE
Inventors: Itaru Nagoya; Hashimoto Kametaro; Ushitani Kenzi; Serino Yoichi; Toyota Aichi; Mitani Seishu Kyoto; Imanishi Kunizo Nagoya; Niimi (Japan)
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1971-07-14
Filing date: 1972-02-11
Publication date: 1976-02-26

Description

n^Frfindune betrifft eine Sinterlegierung, bestehend D*™™^g _Antimon, Kadmium, Wismut einern ^ Frfindune concerns a sintered alloy, consisting of D * ™haben ^g _antimony , cadmium, bismuth one

Bleilegierung oder einer Anti-Lead alloy or an anti-

Sinterskelett aus Stahl.Sintered steel skeleton.

^g _die Aufgabe zugrunde, eine^ g _the task underlying a

Pfr & _m ^^^ ^ besondersRev & _m ^^^ ^ especially

Smteig emng d. _sich ^ ^^ ^ Dough emng d. _itself ^ ^^ ^

_von Verbrennungsmotoren eignet. _{k besondere} _of internal combustion engines. _{k special}

Jtobigen Stahl. Diese ^ zufriedenstellend, wenn alsJtobigen steel. This ^ satisfactory if than

_{in mit} Bleizusätzen verwendet wird, da u_rch den Verbrennungsvorgang ™ ^_{n Ventilen und den} Ventil- ^Jf ^ eine Schmierwirkung herbeiführt. "J . _bleifrei_es Benzin oder verflüssigtesis used _{in lead} additives because u causes a lubricating effect _rch the combustion process ™ ^ _{n valves and the} valve ^ Jf ^. "J. _Bleifre i _it gasoline or liquefied

Wird jedoch Jrtertre _{Bkizusätze enthak} However, it does not contain _{any additional additives}

Propangas verwenae , ,. _h Ventilsitz-Propane gas used,,. _h valve seat

dann zeigt sc«1 _Abfjeb then sc shows «1 _Abfjeb

SUhI, dadu4 gekennzeichnet daß dasSUhI, dadu4 marked that that

iner % p, % Blei,iner% p,% lead,

Chrom bestehenden LegierungExisting chrome alloy

und mit 5 bis 30% einer aus 62% Kupfer, 65and with 5 to 30% one made of 62% copper, 65

--

^{dann an Leistungthen in performance}

Art sindAre kind

10% Zinn und 310% tin and 3

^ge7.^anSintSegierung mit einem Sinterskelett aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß das Sinterskelet aus einer Legierung mit 0,25 bis 8 % Molybdän, 0,1 bis 1% Kohlenstoff, Rest Eisen besteht und mi\ 5 bis 30 % einer aus 50 % Kupfer, 25 % Blei, 20% Zink und'5% Zinn bestehenden Legierung ^^Sinterlegierung mit einem Sinterskelett aus zu verhindern, Jß die ^s Tränkmet^verwendete Legierung den Skelettkorper angreiU und^ etztj,u unter anderem zur A^,Kontakt e und btauch e ektroden zu ^f^l^T^^^X einerseits der ^elekt»
aufwe^nmuss.en, be, ^l^T ^ge 7. ^on sintered alloy with a sintered skeleton made of steel, characterized in that the sintered skeleton consists of an alloy with 0.25 to 8% molybdenum, 0.1 to 1% carbon, the remainder iron and with 5 to 30% one of 50 % Copper, 25% lead, 20% zinc and 5% tin existing alloy ^^ sintered alloy with a sintered skeleton to prevent the alloy used to attack the skeletal body and, among other things, to make contact e and btauch e electrodes to ^ f ^ l ^ T ^^^ X on the one hand the ^elect »
aufwe ^ nmuss.en, be, ^ l ^ T

Beanspruchung nicht_ genüg,^werfen hierStress not_ enough, ^ throw here

Wismut bestehenden Legierung getrankt ist.Bismuth existing alloy is soaked.

9. Sinterlegierung mit einem Sinterskelett aus Stahl, dadurch gekennzeichnet, daß das Sinter-Skelett aus einer Legierung mit 0,25 bis 8% Molybdän, 0,1 bis 1% Kohlenstoff, Rest Eisen besteht und mit 9% einer aus 60% Antimon und 40% Blei bestehenden Legierung getränkt ist.9. Sintered alloy with a sintered skeleton made of steel, characterized in that the sintered skeleton made of an alloy with 0.25 to 8% molybdenum, 0.1 to 1% carbon, the remainder iron and is impregnated with 9% of an alloy consisting of 60% antimony and 40% lead.

10. Sinterlegierung, die aus einem Sinterskelett aus Stahl besteht, das mit 1 bis 25% Antimon betränkt ist dadurch gekennzeichnet, daß das sSSlskelelt 0,25 bis 8% Molybdän, 6,1 bis 1% Kohlenstoff, Rest Eisen besteht.10. Sintered alloy, which consists of a sintered skeleton made of steel with 1 to 25% antimony soaked is characterized in that the sSSlskelelt 0.25 to 8% molybdenum, 6.1 to 1% Carbon, the remainder being iron.

11. Sinterlegierung, die aus einem Sinterskelett aus Stahl besfeht, das mit 10 bis 30% einer aus 95 % Kupfer und 5 % Chrom bestehenden Legierung getränkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das eines ire <L,r μ ° ^ay" ,,. . \ _Au{1 Handbuch der Sonderstahlkunde i. Aun S. 928), jedoch.m Zusammenhang mit de »emellung von Werkzeugstahlen und nicht _^m /"^sa^^enha"f mit Sinterlegierungen, die sich fur den oben ange-11. Sintered alloy which consists of a sintered steel skeleton which is impregnated with 10 to 30% of an alloy consisting of 95% copper and 5% chromium, characterized in that the ire <L, r μ ° ^ay ",,. . \ _{Au {1} manual of special steel customer i. Aun S. 928), jedoch.m connection with de "emellung of tool steels and not _ ^ m /" ^sa ^ ^ENHA "f with sintered alloys reasonable is for the above

gebenen Zweck eignem. _mTffl given purpose. _mTffl

Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden (DT-OSIt has also already been proposed (DT-OS

22 06 416) Sinterskelette aus Legierungen mit 02 b 50% Chrom 0,2 bis 1% Kohlenstoff, ^st Esen m. 1 bis 25% Antimon oder mit 5 bis 30/ einer aus 70% Kupfer und 30% Blei bestehenden Leg.erung zutranken.22 06 416) sintered skeletons made of alloys with 02 b 50% chromium 0.2 to 1% carbon, ^ st Esen m. 1 to 25% antimony or with 5 to 30 / an alloy consisting of 70% copper and 30% lead to drink.

Die Erfindung lost die genannte Aufgabe durch eine Sinterlegierung der eingangs wiedergegebenen Ar, bei der das Sinterskelett aus einer Legierung m 0,25 bis 8% Molybdän, 0,1 bis 1% Kohlenstoff, RestThe invention solves the problem mentioned by a Sintered alloy of the Ar given at the beginning, in which the sintered skeleton is made of an alloy m 0.25 to 8% molybdenum, 0.1 to 1% carbon, remainder

1.
2.
3.
4.1.
2.
3.
4th 1
1
1
101
1
1
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bis
bis
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until
until
until 25%
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25%
30%25%
25%
25%
30% 5.5. 1010 bisuntil 30%30% 6.6th 1010 bisuntil 30%30% 7.7th 55 bisuntil 30%30% 8.8th. 55 bisuntil 30%30% 9.9. 55 bisuntil 30%30% 10.10. 11 bisuntil 25%25% 11.11th 9%9%

Eisen besteht. Dieses Skelett kann mit einem der folgenden Werkstoffe getränkt werden:Iron is made. This skeleton can be impregnated with one of the following materials:

Antimon,Antimony,

Kadmium,Cadmium,

Wismut,Bismuth,

einer aus 95% Kupfer oder 5%one made of 95% copper or 5%

Chrom bestehenden Legierung,Chromium existing alloy,

einer aus 65% Kupfer, 30% Zinkone made of 65% copper, 30% zinc

und 5 % Zinn bestehenden Legierung,and 5% tin existing alloy,

einer aus 60% Kupfer, 30% Zink,one made of 60% copper, 30% zinc,

5 % Zinn und 5 % Chrom bestehenden5% tin and 5% chromium existing

Legierung,Alloy,

einer aus 60% Kupfer, 30% Blei undone made from 60% copper, 30% lead and

5% Zinn bestehenden Legierung,5% tin existing alloy,

emer aus 62% Kupiei, 25 % 31ei, 10%emer from 62% Kupiei, 25% 31ei, 10%

Zinn und 3% Chrom bestehendenTin and 3% chromium existing

Legierung,Alloy,

einer aus 50 % Kupfer, 25 % Blei, 20 %one made of 50% copper, 25% lead, 20%

Zink und 5% Zinn bestehendenZinc and 5% tin existing

Legierung,Alloy,

einer aus 80% Blei und 20% Wismutone made from 80% lead and 20% bismuth

bestehenden Legierung,existing alloy,

einer aus 60% Antimon und 40 % Bleione made from 60% antimony and 40% lead

bestehenden Legierung.existing alloy.

Diese Zusammensetzung geht von einem Fe-Mo-C-Sinterskelett aus, bei dem das Tränkmetall wegen der harten Mo-Einschlüsse in der Fe-Matrix die Abriebeigenschaften nicht beeinflußt, sondern bestehen läßt. Andererseits ergibt sich eine Verteilung des Tränkmetalls in Form von Anhäufungen, die eine Schmierwirkung herbeiführen, die diese Sinterlegierungen für den angegebenen Verwendungszweck geeignet macht. Die Legierung hat also einerseits besonders gute Härteeigenschaften mit der Folge einer entsprechenden Verschleiß- bzw. Abriebfestigkeit und andererseits die von den Tränklegierungen bzw. -metallen herbeigeführte Schmierwirkung.This composition is based on an Fe-Mo-C sintered skeleton in which the impregnation metal because of the hard Mo inclusions in the Fe matrix Abrasion properties not influenced, but lets exist. On the other hand, there is a distribution of the impregnation metal in the form of accumulations that bring about a lubricating effect that these sintered alloys makes it suitable for the stated purpose. So the alloy has on the one hand particularly good hardness properties with the consequence of a corresponding wear and abrasion resistance and on the other hand the lubricating effect brought about by the impregnating alloys or metals.

Dabei bildet das Molybdän in der Fe-Matrix diskrete Körner. Zunächst wird bei einer Abriebbeanspruchung der relativ weiche Bereich der Fe-Matrix, also nicht die Molybdän enthaltenden Bestandteile, sondern die restlichen Bestandteile, sowie das Tränkmetall abgetragen. Dadurch wird die Oberfläche aufgeraut. Es bilden sich dabei Vertiefungen. Im weiteren Betrieb tritt eine Verteilung des Tränkmetalls in diesen Vertiefungen, also eine Art Verschmierung auf, die zwischen den harten durch das Molybdän gebildeten Teilen eine schließlich auch diese mit einer dünnen Schicht überziehende Schimmerschicht bildet. Die punktförmigen Einlagerungen des feinen harten Molybdäns in Form von Körnern in einer im übrigen ebenfalls relativ harten Ferrit-Perlit-Matrix sichern diese Vorteile.The molybdenum forms discrete grains in the Fe matrix. First of all, when exposed to abrasion the relatively soft area of the Fe matrix, i.e. not the components containing molybdenum, but the remaining components, as well as the impregnation metal removed. This roughened the surface. It Depressions are formed in the process. During further operation, the impregnation metal is distributed in these depressions, so a kind of smear on that between the hard ones formed by the molybdenum Share a shimmer layer that finally covers this with a thin layer. the punctiform deposits of the fine, hard molybdenum in the form of grains in the rest of the way relatively hard ferrite-pearlite matrix ensure these advantages.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Sinterlegierungen als Ventilsitzringe ergeben sich nicht die eingangs für die seither zu diesem Zweck verwendeten Materialien beschriebenen Nachteile. Es ergibt sich auch bei Verwendung von Treibstoffen ohne Bleizusätze kein Abrieb, der über das seither bei Verwendung von Treibstoffen mit Bleizusätzen bei herkömmlichen Materialien auftretende Maß hinausgeht. Die Legierungen sind jedoch auch ebenso für andere Zwecke, z. B. für Lager bei Walzen zum Warmwalzen von Stahl oder zur Herstellung anderer Teile, die Abriebbelastungen unter hohen Temperaturen ausgesetzt sind, geeignet.When using the sintered alloys according to the invention as valve seat inserts, there are not those initially used for this purpose since then Materials described disadvantages. It also results from the use of fuels without lead additives no abrasion that has since been observed when using conventional lead-based fuels Materials occurring degree goes beyond. However, the alloys are also for others Purposes, e.g. B. for bearings in rolls for hot rolling steel or for the production of other parts that Are exposed to abrasion loads under high temperatures, suitable.

Im folgenden werden die Bedeutung und die Wirkung jedes der verwendeten Bestandteile und die Gründe für die Bemessung der Anteilsbereiche einzeln erläutert.The following are the meaning and effect of each of the ingredients used and the Reasons for measuring the proportion ranges explained individually.

Kohlenstoff führt zur Perlitbildung in dem Stahifkelett. Auf diese Weise wird die Verschleißfestigkeit und die Festigkeit der Legierungen erhöht. Bei weniger als 0,1 % kann ein solcher Effekt jedoch nicht mehr wahrgenommen werden, während bei mehr als 1,0%Carbon leads to pearlite formation in the steel skeleton. This increases the wear resistance and strength of the alloys. At less than 0.1 % , however, such an effect can no longer be perceived, while at more than 1.0%

ίο eine Versprödung bewirkt und die Verarbeitbarkeit vermindert.ίο causes embrittlement and processability reduced.

Daher liegt der Bereich in dem Kohlenstoff beigemischi wird, zwischen 0,1 und 1,0%.Therefore, the range is in which carbon is mixed is between 0.1 and 1.0%.

Die Zusetzung von Molybdän erhöht sowohl die Anlaßbeständigkeit der Legierungen, als auch ihr Kerbschlagzähigkeit. Außerdem bildet Molybdän als Ausscheidung und Pseudo-Ausscheidung bei hoher Temperatur ein Oxyd, das zur Herabsetzung des Reibungskoeffizienten führt und damit zu vermehrter Verschleißfestigkeit beiträgt. Bei Zusätzen von weniger als 0,25 % ist dieser Effekt jedoch nicht mehr wesentlich; auf der anderen Seite steigt dieser Effekt bei mehr als 8% nicht mehr an.The addition of molybdenum increases both the tempering resistance of the alloys and theirs Notched impact strength. In addition, molybdenum forms as excretion and pseudo-excretion at high levels Temperature an oxide that leads to a reduction in the coefficient of friction and thus to an increase Wear resistance contributes. With additions of less than 0.25%, however, this effect is no longer essential; on the other hand, this effect no longer increases above 8%.

Kupfer als Bestandteil der Tränklegierung geht zum Teil in dem Stahlskelett in Lösung und erhöht damit die Härte der Legierung, die ihrerseits wiederum die Bearbeitbarkeit und die Verschleißfestigkeit verbessert. Der restliche Teil des Kupfers verbleibt andererseits in den Poren des; Sinterskeletts und erhöht dadurch die Wärmeleitfähigkeit, die ihrerseits die Wärmebelastung der Legierung reduziert. Gleichzeitig bildet Kupfer bei hohen Temperaturen einen dünnen Oxydfilm auf der Oberfläche, der Schmierwirkung hat und daher in bemerkenswerter Weise die Verschleißfestigkeit der Legierungen erhöht.Copper, as a component of the impregnating alloy, partially dissolves in the steel skeleton and thus increases the hardness of the alloy, which in turn improves machinability and wear resistance. On the other hand, the remaining part of the copper remains in the pores of the; Sintered skeleton and thereby increases the Thermal conductivity, which in turn reduces the thermal load on the alloy. At the same time, copper forms at high temperatures a thin oxide film on the surface, which has a lubricating effect and is therefore in remarkably increases the wear resistance of the alloys.

Die Beifügung von Chrom zu Kupfer führt teilweise dazu, daß das Chrom mit Kupfer eine feste Lösung bildet und dadurch die Festigkeit des Kupfers erhöht und gleichzeitig verhindert, daß das Kupfer schmilzt und an den Kontaktflächen mit anderen Teilen haften bleibt. In der Praxis vermindert die Beimengung von Chrom den Abrieb des Kupfers in Folge einer Adhäsion in geschmolzenem Zustand. Andererseits bildet der restliche Teil des Chroms eine feine Dispersion im Kupfer und bildet bei hoher Temperatur einen dünnen Film seines Oxyds, der den Reibungskoeffizienten erniedrigt und damit die Verschlußfestigkeit erhöht.The addition of chromium to copper partially results in the chromium being a solid solution with copper forms and thereby increases the strength of the copper and at the same time prevents the copper from melting and adheres to the contact surfaces with other parts. In practice, the admixture is reduced of chromium, the abrasion of copper as a result of adhesion in the molten state. on the other hand the remaining part of the chromium forms a fine dispersion in the copper and forms one at high temperature thin film of its oxide, which lowers the coefficient of friction and thus the strength of the lock elevated.

Ebenso verbessert ein Zinnzusatz zu Kupfer die Festigkeit und Verschleißfestigkeit. Zink hat eine ähnliche Wirkung wie Zinn; allerdings hat Zink die Tendenz, bei hoher Temperatur selektiv zu oxydieren. Das dadurch srebildete Zinkoxyd hat Schmierwirkung, die die Verschleißfestigkeit der Legierung in bemerkenswerter Weise erhöht.Adding tin to copper also improves strength and wear resistance. Zinc has one effect similar to tin; however, zinc has a tendency to selectively oxidize at high temperature. The resulting zinc oxide has a lubricating effect, which increases the wear resistance of the alloy in a remarkable way Way increased.

Jedes der als Zusätze verwendbaren Elemente Chrom, Zinn und Zink zeigt die einzelnen oben beschriebenen Einflüsse auch dann, wenn zwei oder mehrere dieser Elemente gleichzeitig dem Kupfer beigemengt werden.Each of the elements chromium, tin and zinc which can be used as additives shows the individual elements described above Influences also when two or more of these elements are added to the copper at the same time.

Beträgt die Menge, mit der eine Legierung getränkt bzw. die in die Legierung infiltriert wird, weniger als 10%, zeigt sich allerdings nur geringe Wirkung. Ist der Anteil jedoch höher als 30%, dann wird die Dichte des Sinterskeletts und die Festigkeit der daraus hergestellten Legierung beachtlich herabgesetzt.If the amount with which an alloy is soaked or which is infiltrated into the alloy is less than 10%, but there is little effect. However, if the proportion is higher than 30%, then the density becomes of the sintered skeleton and the strength of the alloy made from it are considerably reduced.

Bei einer Tränkung mit Legierungen auf Kupfer-Blei-Basis bildet das Blei einen Film auf der Oberfläche der Legierungen, der bei hohen Temperaturen wieder-When impregnated with alloys based on copper-lead, the lead forms a film on the surface of the alloys, which are restored at high temperatures

um Bleioxyd bildet, und so eine Schmierwirkung erzeugt, die die Verschleißfestigkeit und die maschinelle Bearbeitbarkeit der damit hergestellten Legierungen sehr erhöht. Gleichzeitig hat Kupfer, zusätzlich zu der oben beschriebenen Wirkung, die Wirkung, daß die Benetzbarkeit des Bleis hinsichtlich der Eisenmatrix erhöht wird, so daß der Bleifilm gleichmäßiger wird. Durch Zusetzen von Chrom, Zinn oder Zin«. zu der, genannte·} Legierungen auf Kupfer-Blei-Basis, werden hervorragende Schmiereigenschaften erzielt. Dabei tritt der genannte Effekt jedes einzelnen Elements zusätzlich zu dem der Kupfer-Blei-Legierungen auf, so daß sich damit eine hervorragende Verschleißfestigkeit ergibt. Bei Legierungen auf Kupfer-Blei-Basis führt eine Tränkung mit fünf oder mehr Prozent der Legierung zu hervorragender Verschleißfestigkeit. Auf der anderen Seite bewirkt jedoch eine Beimengung von mehr als 30%, daß die Dichte des auf Eisen-Basis hergestellten Sinterskeletts geringer wird und damit die mechanische Festigkeit ebenfalls geringer wird.around lead oxide forms, and thus creates a lubricating effect that increases the wear resistance and the mechanical The machinability of the alloys thus produced is greatly increased. At the same time, copper has, in addition to the above-described effect, the effect that the wettability of the lead with respect to the iron matrix is increased so that the lead film becomes more uniform. By adding chrome, tin or tin «. to the, called ·} alloys based on copper-lead excellent lubricating properties achieved. The mentioned effect of each individual element occurs in addition to that of the copper-lead alloys, so that it has excellent wear resistance results. In the case of alloys based on copper-lead, an impregnation of five or more percent results the alloy to excellent wear resistance. On the other hand, however, causes an admixture of more than 30% that the density of the iron-based sintered skeleton is lower and thus the mechanical strength also decreases.

Wie oben beschrieben, hat Blei hervorragende Schmiereigenschaften. Da jedes der beiden Metalle Wismut und Antimon dieselbe Wirkung mit Blei hat, bewirkt eine Tränkung des auf Eisen-Basis hergestellten Sinterskeletts mit Bleilegierungen, denen diese Metalle zugesetzt sind, daß sich eine sehr stark erhöhte Verschleißfestigkeit bei hohen Temperaturen ergibt. In diesem Fall kann der Unterschied im Schmelzpunkt zwischen Blei, Wismut und Antimon vorteilhaft ausgenützt werden. Der Schmelzpunkt des Bleis ist 327°C, der des Wismuts 271° C und der des Antimons 630° C. Werden die in der beschriebenen Weise hergestellten Sinterlegierungen im praktischen Gebrauch genommen, bei dem noch relativ geringe Temperaturen herrschen, dann sollte die Tränkung mit einer Legierung aus 80% Blei und 20% Wismut vorgenommen werden. Werden jedoch die Sinterlegierungen bei relativ hohen Temperaturen in Gebrauch genommen, dann sollte die Tränkung mit Reinantimon oder einer Legierung aus 60% Antimon und 40 % Blei erfolgen. Daher hängt die Auswahl der am meisten geeigneten Metalle oder ihrer Legierungen für die Tränkung von der Temperatur ab, bei der die daraus hergestellten Sintermetalle eingesetzt werden sollen.As described above, lead has excellent lubricating properties. As each of the two metals Bismuth and antimony have the same effect as lead, causes an impregnation of the iron-based product Sintered skeletons with lead alloys, to which these metals are added, have a very much increased wear resistance results at high temperatures. In this case, there may be a difference in the melting point between lead, bismuth and antimony can be used to advantage. The melting point of lead is 327 ° C, that of bismuth 271 ° C and that of antimony 630 ° C. They are made in the manner described produced sintered alloys taken in practical use, in which still relatively low Temperatures prevail, then the impregnation should be with an alloy of 80% lead and 20% bismuth be made. However, if the sintered alloys are used at relatively high temperatures If used, it should be impregnated with pure antimony or an alloy of 60% antimony and 40% lead. Hence, the selection of the most suitable metals or their alloys depends for the impregnation from the temperature at which the sintered metals produced from them are used should.

Die Wirkung der Beimischung der Elemente Blei, Wismut und Antimon ist lediglich gering bei Zusätzen von weniger als 1 %. Andererseits wird bei Beimischungen von mehr als 25 % zum Zwecke der Tränkung die mechanische Festigkeit unzureichend, da diese Elemente hinsichtlich der Erhöhung der Festigkeit des auf Eisen-Basis hergestellten Sinterskeletts nicht, wie Kupfer, in Form einer festen Lösung eine Wirkung zeigen.The effect of adding the elements lead, bismuth and antimony is only slight with additives less than 1%. On the other hand, with admixtures of more than 25% for the purpose of impregnation, the mechanical strength inadequate, as these elements in terms of increasing the strength of the iron-based produced sintered skeletons do not, like copper, show an effect in the form of a solid solution.

Die Sinterlegierungen gemäß der Eifindung sind also Verbundmetalle, die durch eine Kombination von zwei Arten von Materialien entstehen, von denen eines hohe Festigkeit und das andere ausgezeichnete Schmiereigenschaften aufweist. Das Ergebnis dieser Kombination ist, daß die derart hergestellten Sintermetalle erhöhte Verschleißfestigkeit bei hoher Temperatur aufweisen. Infolge dieser Eigenschaften sind diese Legierungen beispielsweise zur Herstellung von Ventilsitzen in Verbrennungsmaschinen, die mit bleifreiem Treibstoff oder mit verflüssigtem Propangas betrieben werden, geeignet. Sie eignen sich auch als Werkstoffe für Lager für Heißwaken oder andere Konstruktionselemente, die hohe Betriebstemperaturen erreichen oder unter diesen arbeiten müssen.The sintered alloys according to the invention are thus Composite metals formed by a combination of two types of materials, one of which high strength and the other has excellent lubricating properties. The result of this combination is that the sintered metals thus produced increased wear resistance at high temperature exhibit. As a result of these properties, these alloys are used, for example, in the manufacture of valve seats in combustion engines that run on unleaded fuel or liquefied propane gas be suitable. They are also suitable as materials for bearings for hot plates or other construction elements, that reach high operating temperatures or have to work below them.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben:Some exemplary embodiments of the invention are described below:

example 1

Reduzierendes Eisenpulver von weniger als 100 mesh Siebfeinheit, feines Elektrolytmolybdänpulver von 3 bis 6 μ Partikelgröße sowie Graphitpulver werden so zusammengemischt, daß sich (in Gewichtsprozenten) eine Mischung von 94,5% Eisen, 5% Molybdän und 0,5% Kohlenstoff ergibt. Nachdem die Mischung unter einem Formdruck von 5 t/cm² auf eine Dichte von 6,7 g/cm³ geformt ist, wird der Preßling bei 1150⁰C 1V₂Stunden lang in reduzierender Gasatmosphäre einem Sinterprozeß ausgesetzt. Das entstehende Sinterskelett wird danach mit einer Legierung, die 95% Kupfer und 5% Chrom aufweist bei einer Temperatur von 1150°C I¹I₂ Stunden lang in reduzierender Gasatmosphäre getränkt.Reducing iron powder of less than 100 mesh sieve fineness, fine electrolyte molybdenum powder of 3 to 6 μ particle size and graphite powder are mixed together in such a way that (in percent by weight) a mixture of 94.5% iron, 5% molybdenum and 0.5% carbon results. After the mixture t under a molding pressure of 5 / cm ² is formed to a density of 6.7 g / cm ^3, the compact at 1150 ⁰ C is long exposed to 1V ₂ hours in a reducing gas atmosphere to a sintering process. The resulting sintered skeleton is then soaked in an alloy containing 95% copper and 5% chromium at a temperature of 1150 ° C. for ^{1 1} ₂ hours in a reducing gas atmosphere.

Example 2

Unter Verwendung des Sinterskeletts nach Beispiel 1 werden die Poren desselben bei einer Temperatur von 1130⁰C I¹A, Stunden lang in reduzierender Gasatmorphäre mit einer Legierung getränkt, die zu 65% aus Kupfer, zu 30% aus Zink, zu 5% aus Zinn besteht.Using the sintered skeleton according to Example 1, the pores are the same at a temperature of 1130 ⁰ CI ¹ A, impregnated hours in a reducing Gasatmorphäre with an alloy consisting of 65% copper, 30% zinc, 5% tin .

Example 3

Unter Verwendung eines Sinterskeletts nach Beispiel 1 werden die Poren desselben bei einer Temperatur von 1130°C I¹I₂ Stunden lang in reduzierender Gasatmosphäre mit einer Legierung getränkt, die zu 60% aus Kupfer, zu 30% aus Zink, zu 5% aus Zinn und zu 5% aus Chrom besteht.Using a sintered skeleton according to Example 1, the pores of the same I ¹ I ₂ hours soaked in a reducing gas atmosphere with an alloy at a temperature of 1130 ° C, to 60% copper, 30% zinc, 5% tin and consists of 5% chromium.

Example 4

Unter Verwendung eines Sinterskeletts nach Beispiel 1, werden die Poren desselben bei einer Temperatur von 1050° C 1 Stunde lang in reduzierender Gasatmosphäre mit einer Legierung getränkt, die 60% Kupfer, 30% Blei und 10% Zinn aufweist.Using a sintered skeleton according to Example 1, the pores of the same at a temperature of 1050 ° C for 1 hour in a reducing gas atmosphere with an alloy which 60% copper, 30% lead and 10% tin.

Example 5

Unter Verwendung eines Sinterskeletts nach Beispie! 1, werden die Poren des Skeletts bei einer Temperatur von 1050° C 1 Stunde lang in reduzierender Gasatmosphäre mit einer Legierung getränkt, die 62% Kupfer, 25 % Blei, 10% Zinn und 3 % Chrom aufweist.Using a sintered skeleton according to the example! 1, the pores of the skeleton in a Temperature of 1050 ° C for 1 hour in a reducing gas atmosphere soaked with an alloy that contains 62% Copper, 25% lead, 10% tin and 3% chromium.

Example 6

Unter Verwendung eines Sinterskeletts nach Beispiel 1, werden die Poren desselben bei einer Temperatur von 1050⁰C 1 Stunde lang in reduzierender Gasatmosphäre mit einer Legierung getränkt, die 50% Kupfer, 25% Blei, 20% Zink und 5% Zinn aufweist.Using a sintered skeleton according to Example 1, the pores thereof soaked for 1 hour in a reducing gas atmosphere with an alloy at a temperature of 1050 ⁰ C, which has 50% copper, 25% lead, 20% zinc and 5% tin.

Example 7

Reduzierendes Eisenpulver von weniger als 100 mesh Siebfeinheit, feines Elektrolytmolybdänpulver von 3 bis 6 μ Partikelgröße und Graphitpulver werden derart gemischt, daß eine Mischung von 94,5% Eisen, 5% Molybdän und 0,5% Kohlenstoff entsteht. Dann wird unter einem Formdruck von 6 t/cm² die Mischung bis auf eine Dichte von 7,1 g/cm³ geformt. Nachdem die geformte Masse bei 1150⁰C P/2 Stunden lang in reduzierender Gasatmosphäre einem Sinterpiozeß ausgesetzt wird, erhält man das Sintcrskelett. Die Poren des Sinterskcletts werden bei einer TemperaturReducing iron powder of less than 100 mesh sieve fineness, fine electrolyte molybdenum powder of 3 to 6 μm particle size and graphite powder are mixed in such a way that a mixture of 94.5% iron, 5% molybdenum and 0.5% carbon is formed. The mixture is then molded to a density of 7.1 g / cm ³ under a molding pressure of 6 t / cm ² . After the molded mass at 1150 ⁰ CP / is exposed to 2 hours in a reducing gas atmosphere a Sinterpiozeß, there is obtained the Sintcrskelett. The pores of the sintered skeleton are at a temperature

von 1000° C 45 Minuten lang in reduzierender Gasatmosphäre mit einer Legierung getränkt, die aus 80% Blei und 20% Wismut besteht.of 1000 ° C for 45 minutes in a reducing gas atmosphere with an alloy which consists of It consists of 80% lead and 20% bismuth.

Example 8

Unter Verwendung des Sinterskeletts nach Beispiel 7, werden die Poren desselben bei einer Temperatur von 1030°C IVa Stunden lang in reduzierender Gasatmosphäre mit einer Legierung getränkt, die aus 60% Antimon und 40% Blei besteht.Using the sintered skeleton according to Example 7, the pores of the same at a temperature of 1030 ° C IVa hours in a reducing gas atmosphere impregnated with an alloy consisting of 60% antimony and 40% lead.

Example 9

Unter Verwendung des Sinterskeletts nach Beispiel 7, werden die Poren desselben bei einer Tempera-Using the sintered skeleton according to Example 7, the pores of the same at a temperature

tür von 1050⁰C IV₂ Stunden lang in reduzierender Gasatmosphäre mit Antimon getränkt.door of 1050 ⁰ C IV _{soaked for 2} hours in a reducing gas atmosphere with antimony.

In der folgenden Tabelle sind die Testergebnisse angegeben, die sich bei den Beispielen 1 bis 9 hinsichtlich der Verschleißfestigkeit bei hoher Temperatur ergeben. Der Abrieb ist in der Tabelle in Millimetern angegeben, die in Richtung der Höhe des Probestückes abgetragen werden, wenn das Probestück 100 Stunden lang einem Abriebversuch ausgesetztIn the following table the test results are given, which are related to Examples 1 to 9 the wear resistance at high temperature. The abrasion is in the table in millimeters indicated, which are removed in the direction of the height of the specimen when the specimen Subjected to an abrasion test for 100 hours

ίο wird, bei dem es bei einer Temperatur von 500 bis 550° C mit einer Geschwindigkeit von 10 Umdrehungen pro Minute gedreht und dabei pro Minute 2500 Stöße eines Stoßteiles aus wärmebeständigem Stahl ausgesetzt wird, der auf das Probestück mit einem Druck von 30 kg/cm² aufschlägt.ίο is, in which it is rotated at a temperature of 500 to 550 ° C at a speed of 10 revolutions per minute and thereby exposed to 2500 impacts per minute of a joint made of heat-resistant steel, which is applied to the test piece with a pressure of 30 kg / cm ² serves.

table

(Fe-5 Mo-0,5 C)(Fe-5 Mo-0.5 C) Zugfestigkeittensile strenght Härtehardness AbriebAbrasion getränkt mitsoaked with (kg/mm¹)(kg / mm ¹ ) (HV 0,2)(HV 0.2) (mm)(mm) Zusammensetzungcomposition -14(Cu-5Cr)-14 (Cu-5Cr) (Gewichtsprozent)(Weight percent) (Fe-5 Mo-0,5 C)(Fe-5 Mo-0.5 C) 6565 323 bis 350323 to 350 0,410.41 Gesinterte Legierungen der vorliegenden ErfindungSintered alloys of the present invention getränkt mitsoaked with Beispiel 1example 1 -14 (Cu-30 Zn-5 Sn)-14 (Cu-30 Zn-5 Sn) (Fe-5 Mo-0,5 C)(Fe-5 Mo-0.5 C) 6060 308 bis 341308 to 341 0,400.40 getränkt mitsoaked with Beispiel 2Example 2 -14 (Cu-30 Zn-5 Sn-5 Cr)-14 (Cu-30 Zn-5 Sn-5 Cr) (Fe-5 Mo-0,5 C)(Fe-5 Mo-0.5 C) 6565 330 bis 355330 to 355 0,370.37 getränkt mitsoaked with Beispiel 3Example 3 -14 (Cu-30 Pb-IO Sn)-14 (Cu-30 Pb-IO Sn) (Fe-5 Mo-0,5 C)(Fe-5 Mo-0.5 C) 6060 263 bis 305263 to 305 0,320.32 getränkt mitsoaked with Beispiel 4Example 4 -14 (Cu-25 Pb-IO Sn-3 Cr)-14 (Cu-25 Pb-IO Sn-3 Cr) (Fe-5 Mo-0,5 C)(Fe-5 Mo-0.5 C) 6060 274 bis 302274 to 302 0,280.28 getränkt mitsoaked with Beispiel 5Example 5 -14 (Cu-25 Pb-20 Zn-5 Sn)-14 (Cu-25 Pb-20 Zn-5 Sn) (Fe-5 Mo-0,5 C)(Fe-5 Mo-0.5 C) 5555 241 bis 297241 to 297 0,310.31 getränkt mitsoaked with Beispiel 6Example 6 -9 (Pb-20 Bi)-9 (Pb-20 Bi) (Fe-5 Mo-0,5 C)(Fe-5 Mo-0.5 C) 5050 224 bis 263224 to 263 0,350.35 getränkt mitsoaked with Beispiel 7Example 7 -9 (Sb-40 Pb)-9 (Sb-40 Pb) (Fe-5 Mo-0,5 C)(Fe-5 Mo-0.5 C) 5555 238 bis 279238 to 279 0,350.35 getränkt mitsoaked with Beispiel 8Example 8 -9Sb-9Sb 5555 246 bis 277246 to 277 0,330.33 Fe-3,5 C-2,5 Si-I Mn-0,5 PFe-3.5 C-2.5 Si-I Mn-0.5 P Beispiel 9Example 9 -0,5 Cr-0_s5 Μο-ΟΛ V-0.5 Cr-0 _s 5 Μο-ΟΛ V Fe-0,4 C-2 Si—15 Cr-15 NiFe-0.4 C-2 Si-15 Cr-15 Ni -2 W-0,5 Mn-2 W-0.5 Mn 4040 250 bis 300250 to 300 7,427.42 VergleichsbeispielComparative example Spszial-GußeisenSpecial cast iron 9090 290 bis 310290 to 310 6,886.88 wärmebeständigerheat resistant Stahlsteel

609 60609 60

Claims

22 4i7 claims:

1. Sintered alloy with a sintered skeleton made of steel, characterized in that the sintered skeleton made of an alloy with 0.2:> to

8% molybdenum, 0.1 to 1% carbon, the remainder consists of iron and with 1 to 25% cadmium drink! is.

2. sintered alloy with a sintered skeleton of steel, characterized in that _the sintered skeleton of an alloy having 0.25 to _8/0 molybdenum, 0.1 to 1% is carbon, balance iron and is impregnated with 1 to 25% of bismuth;

3. Sintered alloy with a sintered skeleton Steel, characterized · ^ ß the Smterskektt made of an alloy with 0.25 to 8% molybdenum 0.1 to 1% carbon, the remainder being iron and with 10 to 30% one made of 65% copper, 30% zinc and 5% tin existing alloy is soaked.

4. Sintered alloy with ein.m sintered skeleton made of steel, characterized in that the sintered skeleton is made from an alloy with 0.25 to 8 _{/ o} molybdenum, 0.1 to 1% carbon, Res iron

and with 10 bN 30% one made of 60% copper,, 5 30% zinc, 5% tin and 5% chromium existing alloy is impregnated.

5. Sintered alloy with a sintered skeleton made of steel, characterized in that the sintered skeleton Made from an alloy with 25 to 8% Mo yb steel skeleton 0.25 to 8% molybdenum, 0.1 to 1% carbon, the remainder being iron

12 Use of a sintered body from a Sintered alloy according to Claim 1 or one of the following as a valve seat insert.