DE2222515A1

DE2222515A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING METAL PARTS BY HOT COMPRESSING METAL POWDER

Info

Publication number: DE2222515A1
Application number: DE19722222515
Authority: DE
Inventors: John W Andersen; Donald R Cavote
Original assignee: Wheeling Pittsburgh Steel Corp
Current assignee: Wheeling Pittsburgh Steel Corp
Priority date: 1971-10-27
Filing date: 1972-05-08
Publication date: 1973-05-03
Also published as: FR2157783A1; NL7209222A; US3741756A; BE784930A; IT958424B; JPS4850906A; ES404726A1

Description

Dr.-lng. E. BERKENFELD · Dipl.-Ing, H. BERKENFELD, Patentanwälte Kc₁In Dr.-lng. E. BERKENFELD · Dipl.-Ing, H. BERKENFELD, Patent Attorneys Kc ₁ In

Anlagesystem

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AktenzeichenFile number

Name d. Anm. Wheeling-Pitt sburgh Steel CorporationName d. Note Wheeling-Pitt sburgh Steel Corporation

W 73/3W 73/3

Verfahren zum Herstellen von Metallteilen durch Heissverdichten von Metallpulver Process for manufacturing metal parts by hot compacting metal powder

Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen von Metallteilen durch Heissverdichten von Metallpulver ist aus der US-Patentschrift 3 356 496 bekannt; die zu verdichtende Materialmasse wird bei diesem Verfahren in einen feuerfesten Behälter gegeben, erhitzt und durch Druckanwendung verdichtet, wobei es sich als besonders vorteilhaft erwiesen hat, die Metallteilchen vorzuverdichten, sie dann direkt in ein zerkleinertes, feuerfestes Material, wie Siliciumoxid, einzubetten, zu erhitzen und heiss zu pressen. Dieses Verfahren hat, wie gefunden wurde, den Nachteil, dass bei den vor der Verdichtung herrschenden erhöhten Temperaturen Sauerstoff mit dem Metall reagieren kann, so dass sich Zunder auf der Oberfläche der Metallteile bildet, Oxideinschlüsse innerhalb der Metallteile entstehen und möglicherweise auch ein Pestigkeitsverlust eintritt. Wenn auch das Erhitzen in einer Schutzatmosphäre stattfinden kann, besteht doch die Gefahr einer Oxidation, solange sich die Metallteilchen auf einer erhöhten Temperatur befinden.A particularly advantageous method of making metal parts by hot compacting metal powder is known from US Pat. No. 3,356,496; the mass of material to be compacted in this process is placed in a fire-proof container, heated and compressed by the application of pressure, whereby it has proven particularly advantageous to precompact the metal particles, then to embed them directly in a comminuted, refractory material such as silicon oxide, to heat and hot to press. As has been found, this method has the disadvantage that the increases prevailing before the compression Temperatures Oxygen can react with the metal, so that scale forms on the surface of the metal parts, oxide inclusions arise within the metal parts and possibly also a loss of potency occurs. Even if the heating in can take place in a protective atmosphere, there is a risk of oxidation as long as the metal particles are on an increased Temperature.

Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorstehend aufgezeigten Nachteil beim Heissverdichten von Metallpulver zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach dem Verfahren vorliegender Erfindung die Herstellung von Metallteilen durch Heissverdichten von Metallpulver, bei welchem pulverförmiges Metall, das gegebenenfalls zu einem Metallteil vorverformt 1st, in einem teilchenförmigen, feuerfesten Material eingebettet wird, in der Weise, dass man zum Einbetten ein teilchenförmiges, feuerfestes Material verwendet, das^ ein mit Sauerstoff hoch reaktionsfähiges Metall enthält. Beispiele eines solchen reaktionsfähigen Metalls sind Aluminium, Titan und/oder Zirkon. Aluminium istThe present invention is based on the problem of addressing the disadvantage indicated above in the case of hot compression of metal powder avoid. To solve this problem, the process of the present invention is used to produce metal parts Hot compaction of metal powder, in which powdered metal, which is optionally preformed into a metal part, is embedded in a particulate, refractory material, in such a way that a particulate, refractory Material used that is highly reactive with oxygen Contains metal. Examples of such a reactive metal are aluminum, titanium and / or zirconium. Aluminum is

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

für die Zwecke vorliegender Erfindung bevorzugt. Titan ermöglicht den weiteren Vorteil, dass es Stickstoff aufnimmt, so dass er mit den zu verdichtenden Metallteilchen nicht reagieren kann. Das mit Sauerstoff hoch reaktionsfähige Metall wird als Pulver mit dem feuerfesten, teilchenförmigen Material, wie Siliciumdioxid innig vermischt.preferred for the purposes of the present invention. Titanium allows the further advantage that it takes up nitrogen, so that it cannot react with the metal particles to be compressed. The metal, which is highly reactive with oxygen, is called Powder intimately mixed with the refractory particulate material such as silica.

Nach einer bevorzugten Ausführung vorliegender Erfindung wird das zu verdichtende metallische Material zunächst in eine Form gebracht, die der für das Endprodukt gewünschten entspricht. Die Metallteilchen können einer Vorverdichtung unterworfen werden, die ausreicht, um die Metallteilchen zusammenzuhalten, die jedoch schwächer als die Endverdichtung ist. Die Metallteilchen können auch mittels eines Bindemittels, wie eines Harzes, zusammengehalten werden. Nach der Vorverformung wird der vorgeformte Teil in ein zerkleinertes, feuerfestes, das mit Sauerstoff hoch reaktionsfähiges Metall enthaltendes Material, wie Siliciimdioxid, eingebettet, das in einem stählernen Behälter unter Belassung eines kleinen Spielraumes eingeschlossen sein kann, so dass der Formling und das ihn umgebende Siliciumdioxid leicht gehandhabt werden können. Nachdem der Formling in dem Siliciumdioxid angeordnet ist, wird auf den Formling eine weitere Menge Siliciumdioxid gegeben, so dass der Formling völlig in Siliciumdioxid eingebettet ist. Der Stahlbehälter wird in einem Ofen, vorzugsweise unter einer reduzierenden Atmosphäre, erhitzt. Wenn die jeweils erforderliche Erhitzung erreicht ist, erfolgt das Heisspressen unter Druck. Das dem Siliciumdioxid zugesetzte Metall reagiert mit gegebenenfalls vorliegendem Sauerstoff, so dass der Metallteil selbst frei von Sauerstoff und jedem Oxid ist.According to a preferred embodiment of the present invention, the metallic material to be compacted is first placed in a mold brought which corresponds to that desired for the end product. The metal particles can be subjected to a pre-compression, which is sufficient to hold the metal particles together, but which is weaker than the final densification. The metal particles can also be held together by means of a binder such as a resin. After the pre-deformation, the pre-formed Part into a crushed, refractory material containing metal, which is highly reactive with oxygen, such as silicon dioxide, embedded, which can be enclosed in a steel container leaving a small space so that the Molding and the silica surrounding it can be easily handled. After the molding is placed in the silica a further amount of silicon dioxide is added to the molding so that the molding is completely immersed in silicon dioxide is embedded. The steel container is heated in an oven, preferably under a reducing atmosphere. If the the required heating is reached, the hot-pressing takes place negative pressure. The metal added to the silicon dioxide reacts with any oxygen present, so that the Metal part itself is free of oxygen and any oxide.

PATElITANSPKf)CHEPATElITANSPKf) CHE

9818/06489818/0648

Claims

Dr.-lng. E. BERKEN FELD "" "'πϊ'ρΚ-TngVH. BtR1? E * NFELD, Patentanwälte, Cologne Α-.Ια-;« Filings forF-gaveB on May 5, 1972 my / Named.Not. Wheeling-Pittsburgh Steel Corporation W 73/3 PATENT CLAIMS

1. Process for manufacturing metal parts by hot compression of metal powder, in which powdered metal, which is optionally pre-deformed to ein.Metallteil, in is embedded in a particulate, refractory material, characterized in that For embedding, a pellet-shaped, refractory material is used used that a mlt oxygen contains highly reactive metal.

2. The method according to claim 1, characterized in that that from a metal that is highly reactive with oxygen, powdery aluminum and / or powdery Titanium and / or powdered zirconium are used.

3. The method according to claims 1 and 2, characterized

g e k e η η ζ e i c h ne t that you need a mixture for embedding made of silicon dioxide and a metal that is highly reactive with oxygen.

k. Process for the production of metal parts by hot compacting a powdery material, characterized in that the material is heated and compacted in the absence of a metal which is highly reactive with oxygen.

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ORIGINAL INSPECTED