DE2255990A1 - Gesinterter metallgegenstand - Google Patents

Description

Brico Engineering Limited, Coventry, Warwickshire, England,

Gesinterter Metallgegenstand

Die Erfindung bezieht sich auf Sintermetallgegenstände und auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Gemäß der Erfindung hat der gesinterte Metallgegenstand die folgende Zusammensetzung: 20 bis 50$ Knpfer, 5 bis 14,5$ Chrom, 1 bis 4,1 Eisen, 1 bis 4,8$ Silizium, 1 bis 4,8$ Bor, 0,1 bis 1,8# Kohlenstoff, wobei der Rest Nickel und Verunreinigungen und/oder Spurenelemente ist; die MikroStruktur des Gegenstandes ist nicht homogen und besitzt kupferreiche Zonen und nicke!reiche Zonen.

Das Verfahren zur Herstellung des Gegenstandes wird gemäß der Erfindung in der Weise durchgeführt, daß ein Vorlegieruhgspulv.er mit folgender Zusammensetzung gewählt wird: 10 bis 18# Chrom, 2 bis 6% Eisen, 2 bis 6% Silizium, 2 bis 6% Bor, 0,5 bis 2% Kohlenstoff, äer Rest mit Ausnahme von Verunreinigungen und/oder Spurenelementen Nickel; dieses Vorlegierungspulver wird mit Kupferpulver in einer Menge zwischen 20# und 50$ des Gewichtes von dem Gewicht des Vorlegierungspulvers plus Kupfer gemischt, wobei vorzugsweise ein geringer Prozentsatz eines geeigneten Schmiermittels hinzugesetzt wird und da dann die Mischung zu einem Festkörper gepreßt wird, der dann bei 1050° bis 1 100⁰C solange gesintert wird, bis das Kupfer und die niclcelreiche Vorlegierung nur teilweise ineinander gelöst sind.

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Vorzugswelse wird der Pestkörper zwischen 15 Minuten und 1 Stunde im Temperaturbereich von 1050 bis 110O⁰C gehalten.

Nachstehend wird ein Verfahren zur Herstellung gesinterter Legierungen beschrieben.

Eine Vorlegierung in Gestalt von Pulver mit einer Korngröße, die durch ein 100 BS Maschensieb hindurchtritt und mit der nachstehenden Zusammensetzung wird hergestellt (sämtlich Gewichtsprozente)j Cr 10 -

Pe	2 -	(außer Verunreinigungen und Spurenelementen).
Si	2 -	Vorlegierung hat die folgende Zusammensetzung
B	2 -	14.2#
C	0.5 -	4.8#
Ni	Rest	4.2#
Eine	typische	3.8#
Cr		i.o#
Fe		Rest
Si
B
C
Ni

Dieses Vorlegierungspuder wird mit einem Kupferpuder in einer Menge zwischen 20 und 50 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts von Vorlegierungspulver und Kupfer gemischt. Vorzugsweise wird ein geringer Prozentsatz, z.B. 1/2 Gewichtsprozent des Vorlegierungspulvers von geeignetem Schmiermittel, z.B. Stearinsaures Zink, hinzugefügt. Die Vorlegierung, das Kupfer und das Schmiermittel werden In einer geeigneten Mischvorrichtung innig miteinander vermischt.

Diese Mischung wird dann bei einem Druck von I83 bis 274 t/om (30 bis 45 tons/sq,ln.) in einer geeigneten pulvermetallurgischen Fresse gepreßt, um Pulverfestkörper oder Vorformen zu erzeugen.

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Diese Festkörper werden auf Keramikplatten auf einem sich bewegenden Maschenriemen gelegt und durch einen kontinuierlichen Tunnelofen in einer reduzierenden Atmosphäre hindurchgeleitet, z.B.^v in einer Atmosphäre - aus getrocknetem, gekrackentem Amoniakgas oder in reinem Wasserstoff, Der Temperaturgradient des Tunnelofens ist derart gewählt, daß die Pestkörper progressiv auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 1050° und HOO⁰C erwärmt werden. Auf dieser Zeit werden die Gegenstände 15 Minuten bis 1 Stunde lang gehalten. .Dann bewegen ,sich diese Festkörper durch eine Zone des Ofens, in der die Temperatur progressiv absinkt. Die Festkörper besitzen beim Austritt aus dem Ofen eine Temperatur von weniger als 200⁰C. Die bevorzugte Zeitdauer,während der die Festkörper in dem Temperaturbereich zwischen 1050⁰ und 1100⁰C gehalten werden, beträgt etwa 1/2 Stunde.

Die gemäß der Erfindung gesinterten Teile haben &nen inhomogenen Zweiphasenaufbau, der durch Gießen einer Legierung mit den gleichen Legierungsbestandteilen nicht erzeugt werden kann.

Die Zusammensetzung der gesinterten Teile liegt indem nachstehenden Bereich:

Cu 20-50$ ^l

Cr 5-

Fe 1- 4.1

Si 1- 4 J

B ΙΟ O.I- IJ

Ni 31-67$ .

(Daneben Verunreinigungen und Spurenelemente).

Die bevorzugten Prozentgehalte sind die folgenden:

Cu 35-45$
• Cr 8-10$
Fe. 2-Si 2-

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B 1.5 - 2.5$
C 0.5 - l.Oji
Ni 35 -5O#
(Daneben Verunreinigungen und Spurenelemente).

Ein spezielles Ausführungsbeispiel besitzt die folgende Zusammensetzung:

Cu	40.
Cr	8.
Pe	2.
Sl	2.
B	2.
C	0.
Ni	43.

Gemäß der Erfindung hergestellte Sintergegenstände haben sich als besonders günstig hinsichtlioh einer thermisohen Leitfähigkeit erwiesen und sie besitzen den Vorteil, daß Ihre Härte bei hohen Temperaturen erhalten bleibt. Außerdem sind sie verhältnismäßig gut schmiedbar.

Eine typische thermische Leitfähigkeit derartiger Gegenstände beträgt 0,06# cal/cra /cm/se0/⁰C,geraessen bei Raumtepperatur. Sowohl die Makrohärte als auoh die Mikrohärte derartiger Stücke blieb unverändert, nachdem eine Behandlung bei 600°C 20 Stunden lang durchgeführt worden war. Die Makrohärte HV,₀ (Vickers Pyramidenhärte mit 10 kg Belastung) betrug bei Raumtemperatur 370 und sie betrug 300,nachdem der Gegenstand 100 Stunden lang bei 600°C behandelt worden war. Die Mikrohärte HV O.O3O (Viokers Pyramidenhärte mit 30 g Last) betrug 540 bei Raumtemperatur und sie betrug 50ό nach einer lOOstUndigen Behandlung bei 600°C.

Die Schmiedbarkeit der Teile wird durch Längenmessung unter Spannung angegeben. Vergleichbares Gußmaterial hat eine Dehnung von weniger als 1#. Typische Teile, die gemäß der Erfindung ge-

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.sintert wurden, hatten eine Dehnung von 2%_r gemessen bei einem Prüfling von 12,8 mm Länge. ·

Der Mikroaufbau der Teile zeigte, daß das Kupfer und die nickelreiche Vorlegierung ineinander löslich sind, aber nur teilweise ineinander gelöst waren. Dies führte zu mit Kupfer bzw. mit . Nickel angereicherten Zonen.

Patentansprüche;

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Claims (6)

Patentansprüche :

1. Gesinterter Metallgegenstand,
dadurch gekennzeichnet, daß er aus folgender Zusammensetzung besteht: 20 bis 500 Kupfer, 5 bis 14,5# Chrom, 1 bis 4,80 Eisen, 1 bis 4,80 Silizium, 1 bis 4,80 Bor, 0,1 bis 1,80 Kohlenstoff, Rest Nickel plus Verunreinigungen und/oder Spurenelemente, wobei die Mikrostruktur des Gegenstandes inhomogen ist und mit Kupfer bzw. Nickel angereicherte Zonen umfaßt.

2. Gesinterter Metallgegenstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß er folgende Zusammensetzung besitzt: 35 bis 450 Kupfer, 8 bis 100 Chrom, 2 bis 40 Eisen, 2 bis 30 Silizium, 1,5 bis 2,50 Bor, 0,5 bis 1,0$ Kohlenstoff, Rest Nickel und Verunreini gungen und/oder Spurenelemente.

3. Gesinterter Metallgegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzei chnet ,

daß er folgende Zusammensetzung aufweist: 400 Kupfer, 8,5Ji Chrom, 2,90 Eisen, 2,556 Silizium, 2,30 Bor, 0,80 Kohlenstoff, Nickel.

4. Verfahren zur Herstellung gesinterter Metallgegenstände gemäß den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorlegierungspulver mit folgender Zusammensetzung hergestellt wird: 10 bis 180 Chrom, 2 bis 656 Eisen, 2 bis 60 Silizium, 2 bis 60 Bor, 0,5 bis 20 Kohlenstoff, Rest Nickel und Verunreinigungen und/oder Spurenelemente, daß dann das VorIegierungspulver mit Kupferpulver in einer Menge zwischen 200 und 500 des Gewichtes von Vorlegierungspulver plus Kupferpulver

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gemischt wird, daß vorzugsweise ein geringer Prozentsatz ■ eines geeigneten Schmiermittels zugesetzt wird, daß die Mischung zu einem Pestkörper verpreßt wird und daß der Festkörper in einem Temperaturbereich zwischen 1050 und 110O⁰C solange gesintert wird, daß sich Kupfer und Nickelvorlegierung nur teilweise ineinander lösen«

5. Verfahren nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorlegierung folgende Zusammensetzung besitzt: etwa 14>2# Chrom, 4,8$ Eisen, \_t2$ Silizium, 3,8# Bor, .1,OJi Kohlenstoff, Rest Nickel.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der Festkörper in dem Temperaturbereich zwischen I050 und 110O⁰C 15 Minuten bis 1 Stunde lang gehalten wird«

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