DE2243195A1 - Waermebestaendige und abriebfeste gesinterte legierung - Google Patents
Waermebestaendige und abriebfeste gesinterte legierungInfo
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Description
DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN
DR. M. KÖHLER DIPL.-ING. C. GERNHARDT 2243195
W. 25 414/72 Wr/8/jä
Nippon Pistön EiBg Co., Ltd«
Tokyo (Japan.)
Wärmebeständige und abriebfeste gesinterte
legierung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine wärmebeständige
und abriebfeste gesinterte Legierung»
Bekannte Metalle, wie Chrom, Kobalt, Wolfram und dgl., haben nicht nur eine hohe Abriebfestigkeit, sondern
auch ausgezeichnete Eigenschaften bei hohen Sem=
peraturen, und sie werden daher auf verschiedenen Gebieten
angewendet. Jedoch sind bei einem solchen Metall viele Probleme zu lösen, wem), es als gesintertes Maschinenteil
benutzt werden soll© Das bedeutet, daßj, da das
Metall einen hohen Schmelzpunkt hat9 die Sintertemperatur
zwangsläufig hoch sein muß und die Sinterzeit verlängert
werden muß, was deshalb natürlich kostenmäßig unvorteilhaft ist«.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine gesinterte Legierung mit einer hohen Wärmebeständigkeit und
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^"^ Um
einer hohen Abriebfestigkeit zu schaffen, indem die
Sinterzeit dadurch verbessert wird, daß das Metall vorher legiert wird und sein Pulver verwendet wird·
Gemäß der Erfindung ist eine gesinterte wärmebeständige und abriebfeste Legierung dadurch gekennzeichnet,
daß sie aus einer geformten und gesinterten pulverförmigen Zusammensetzung besteht, die 0,6 bis
2 Gew. # Kohlenstoff, 1 biw 3 Gew. % Nickel, 10 bis
15 Gew. Jt Chrom, 0,3 bis 1,5 Gew. Jt Molybdän, 5 bis
15 Gew. $> Kobalt, 3 bis 7 Gew. Jt* Wolfram und als Best
Eisen enthält.
Die Vorteile der Erfindung gehen aus dem Nachstehenden
in Verbindung mit der Zeichnung hervor. Fig. 1 ist eine graphische Darstellung der Härte
bei erhöhten Temperaturen von gesinterten Legierungen gemäß der Erfindung nach den Beispielen
1 und 2 sowie von einer herkömmlichen Gußeisenlegierung und einer herkömmlichen gesinterten Eisenlegierung.
Pig. 2 ist eine graphische Darstellung der Abriebfestigkeit von gesinterten Legierungen gemäß
der Erfindung nach den Beispielen 1 und 2 sowie von einer herkömmlichen Gußeisenlegierung
und einer herkömmlichen gesinterten Eis enleg ie rung.
Die gesinterte Legierung gemäß der Erfindung wird dadurch erhalten, daß 15 bis 25 $» einer pulverförmig en
Speziallegierung, die 1 bis 3 $>
Kohlenstoff, 55 bis 65 $ Chrom, 25 bis 30 Jt Wolfram und 5 bis 20 $>
Kobalt enthält, einer pulverförmigen Zusammensetzung zugesetzt
werden, die im wesentlichen aus Eisen besteht und Kohlenstoff, Nickel und Molybdän enthält, und daß die
sich ergebende pulverförmige Zusammensetzung, die hauptsächlich
aus Eisen besteht und 0,6 bis 2 '> Kohlenstoff, 1 bis 3 # Nickel, 0,3 bis 1,5 J* Molybdän, 10 bis 15 %
309811
Chrom, 5 Ms 15 # Kobalt "und 3 bis 7 ^ Wolfram unter
einem Druck von 3 bis 6 to/cm geformt und in einer
Atmosphäre von zersetzten Ammoniumgas bei 1120 bis
1170 C während 30 bis 60 Minuten gesintert wird.
einem Druck von 3 bis 6 to/cm geformt und in einer
Atmosphäre von zersetzten Ammoniumgas bei 1120 bis
1170 C während 30 bis 60 Minuten gesintert wird.
Wenn der Kohlenstoffgehalt weniger als 0,6 Gew. %
beträgt, erhält die !Legierung ein übermäßig lerrit enthaltendes Gefüge, so daß eine große Härte nicht erwartet werden kann, während die legierung, wenn der
Kohlenstoffgehalt mehr als 2 Gew. % beträgt, ein übermäßig Zementit enthaltendes Gefüge erhält, das sehr
stark dahingehend wirkt, die Legierung spröde zu
machenο
beträgt, erhält die !Legierung ein übermäßig lerrit enthaltendes Gefüge, so daß eine große Härte nicht erwartet werden kann, während die legierung, wenn der
Kohlenstoffgehalt mehr als 2 Gew. % beträgt, ein übermäßig Zementit enthaltendes Gefüge erhält, das sehr
stark dahingehend wirkt, die Legierung spröde zu
machenο
Nickel verstärkt das Grundgefüge der Legierung und verbessert die Y/ärmeb eständigkeit und die Abriebfestigkeit,
jedoch ist diese Wirkung bei einem ΪΓickelgehalt'
von weniger als 1 Gew. fo gering, während, wenn, der
Nickelgehalt mehr als 3 Gew.^ beträgt, das Gefüge örtlich martensitisch wird, so daß sich die Härte unnötig erhöht und das Gefüge und die Härte ihre Gleichförmigkeit verlieren.
Nickelgehalt mehr als 3 Gew.^ beträgt, das Gefüge örtlich martensitisch wird, so daß sich die Härte unnötig erhöht und das Gefüge und die Härte ihre Gleichförmigkeit verlieren.
Molybdän erhöht die Zähigkeit sowie die Schlagfestigkeit und die Ermüdungsgrenze einer Legierung,, Andererseits
verbessert es die Wärmebehandlungseigenschaften
und stabilisiert das Gefüge nach dem Sintern, und ferner hat es eine synergetisehe Wirkung mit anderen Elementen.
Jedoch zeigt sich keine Wirkung bei weniger als 0,3 °/° Molybdän, und selbst wenn mehr als 1,5 f° vorhanden
sind, ist eine einer Verbesserung entsprechende
höhere Wirkung nicht erzielbar.
höhere Wirkung nicht erzielbar.
Im Zusammenhang mit der Herstellung von Legierungspulver und dem Gefüge und den Eigenschaften des gesin- *
terten Materials werden 15 bis 25 % des Legierungspulvers gewählt, und Chrom, Kobalt und Wolfram werden auf
10 bis 15 /° bzw. 5 bis 15$und 3 bis 7 0A festgesetzt.
Bei der gesinterten Legierung gemäß der Erfindung
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ist es sehr vorteilhaft, die Legierung nach dem Formen und Sintern mit geschmolzenem Blei zu imprägnieren, um
dem Material eine hohe Sichte und verbesserte Schmiereigenschaften zu verleihen«, Für diesem Fall hat sich
experimentell gezeigt, daß die Bleimenge vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 0,03 bis 5 1° liegt, d.h.
bei weniger als 0,05 % ist die Wirkung der Imprägnierung nicht bemerkenswert, und eine Imprägnierung mit
mehr als 5 1° Blei bedingt ein Problem hinsichtlich der Festigkeit in Bezug auf die Sichte des Materials vor dem
Imprägnieren.
Die Erfindung wird nachstehend an einigen Beispielen näher erläutert, in denen die angegebenen prozentualen
Mengen Gewichtsprozente bedeuten·
18 $> eines Speziallegierungspulvers (Teilchengröße
entsprechend - 150 US-Siebmaschen, d.h. die Teilchen
gehen durch ein Sieb mit 0,100 mm lichter Maschenweite hindurch) welches 0,74 # Graphitpulver (Teilchengröße
entsprechend - 325 US-Siebmaschen bzw. einem Sieb mit
0,044 mm lichter Maschenweite), 10 8 $>
Carbonylnickelpulver (Teilchengröße entsprechend - 250 US—Siebmaschen
bzw. einem Sieb mit 0,053 mm lichter Maschenweite), 0,35 i
als Molybdän) Ferromolybdähpulver (Teilchengröße entsprechend
- 150 US-Siebmaschen bzw« einem Sieb mit 0,100
mm lichter Maschenweite), 55 bis 65 % Chrom, 25 bis 30 #
Wolfram und 5 bis 20 f° Kobalt enthielt, wurden reduziertem Eisenpulver (Teilchengröße entsprechend - 100 US-Siebmaschen
bzw. einem Sieb mit 0,149 mm lichter Maschenweite) als Rest zugesetzt (zu diesem Zeitpunkt betrug
der tatsächliche Gehalt an Chrom 10,8 $*t Wolfram 5,4 %
und Kobalt 1,8 $>). Sann wurde Kobaltpulver (Teilchengröße
entsprechend - 150 US-Siebmaschen bzw· einem Sieb mit 0,100 mm lichter Maschenweite) hinzugefügt, so daß
der Kobaltgehalt sich auf 5,5 1° erhöhte. Ferner wurde
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1 $ Zinkstearat als Schmiermittel zugesetzt, und das
Ganze wurde gemischt. Die Mischung wurde unter einem Druck von etwa 4 to/cm geformt und in einer Atmosphäre
von zerfallenem Ammoniumgas "bei 1120° "bis 1170° C gesintert·
Das so erhaltene gesinterte Material hatte eine ^ichte von 6,5 g/cm und eine Rockwell B-Härte
von 94.
Ein Muster wurde dadurch bereitet, daß 2,3 5^ des
Speziallegierungspulvers unter den gleichen Bedingungen zugesetzt wurden, wie sie im Beispiel 1 genannt
sind, und dann wurde das Muster mit geschmolzenem Blei
imprägniert. Die endgültige Zusammensetzung des Musters
enthielt 1,71 f» Kohlenstoff, 2,83$ Nickel, 1,33/°
Molybdän, 14,1 # Chrom, 7,0 1° ?/olfram und 14,2 % Kobalt,
und der Bleigehalt betrug nach der Bleiimprägnierung 3,8 #. Das gesinterte Material hatte eine Dichte von
6,7 g/eiir und eine Rockwell B-Härte von 96.
Pig. 1 und 2 zeigen die Ergebnisse der Messungen der
Härte bei erhöhten Temperaturen und des Abriebs auf einer Ventilplattenabriebprüfmaschine (Drehzahl 3000 U/min,
Federdruck 35 kg, Ventilgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Schließens des Ventils 0,5 m/sec, Ventilspalt 1mm,
Testwiderholungszahl 8 χ 105, Material SUH 31 B) bei
den gesinterten Legierungen gemäß den Beispielen 1 und im Vergleich zu einer herkömmlichen Grußeisenlegierung
und einer herkömmlichen gesinterten Eisenlegierung. Wie aus den Ergebnissen ersichtlich ist, wies die gesinterte
legierung gemäß der Erfindung im Vergleich zu der G-ußeisenlegierung
und der gesinterten Eisenlegierung eine größere Härte bei erhöhten leraperaturen auf und hatte
ausgezeichnete Härteeigenschafteno Bai dem Abriebtest
wiesen die Gußeisenlegierung und die gesinterte Eisenlegierung
Spitzen bei 300 C bzw. 400° C auf, und die gesinterte Legierung gemäß der Erfindung hatte einen
309811/OROe
geringeren Abrieb und war bei erhöhten Temperaturen sehr stabil.
Die Zusammensetzung des herkömmlichen G-ußeisens
und der herkömmlichen gesinterten Eisenlegierung war wie folgt:
herkömmliche gesinterte Eisenlegierung:
Kohlenstoff 1 #, Kupfer 3 fi, Chrom 3 $, Best Eisen.
herkömmliches G-ußeisen:
Kohlenstoff 3,02 $, Silicium 2,11 #, Mangan 0,48 ψ
Chrom 0,81 #.
Die gesinterte Legierung gemäß der Erfindung ist kostenmäßig vorteilhaft und ausgezeichnet in Bezug auf
Wärmebeständigkeit und Abriebfestigkeit zufolge der Verbesserung der Sinterzeit durch vorherige Legierung
von Chrom, Wolfram und anderer Metalle und Verwendung des Legierungspulvere, und sie ergibt einen großen
Vorteil für diese Art der Industrie.
30981 1/080P
Claims (2)
1. Fa rineb es tändige und abriebfeste gesinterte
Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer geformten und gesinterten pulverförmigen Zusammensetzung
besteht, die 0,6 bis 2 Gew..$ Kohlenstoff, 1 bis 3
Gewo Io lickel, 10 bis 15 Gew. % Chrom, 0,3 bis 1,5 Gew.^
Molybdän, 5 bis 15 Gewo # Kobalt, 3 bis 7 Gew. f» Wolfram
und als Rest Eisen enthält.
2. legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine nach dem Formen und Sintern erfolgte Imprägnierung
mit geschmolzenem Blei aufweist»
309811/080Γ
Lee r s e i \ e
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JPS59114170U (ja) * | 1983-01-21 | 1984-08-01 | 新井 慧次 | 野球の打撃練習用軸足固定具 |
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-
1972
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- 1972-09-05 US US00286393A patent/US3827863A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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