DE2314743A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING KNITTED PARTS FROM METAL POWDER - Google Patents
PROCESS FOR MANUFACTURING KNITTED PARTS FROM METAL POWDERInfo
- Publication number
- DE2314743A1 DE2314743A1 DE19732314743 DE2314743A DE2314743A1 DE 2314743 A1 DE2314743 A1 DE 2314743A1 DE 19732314743 DE19732314743 DE 19732314743 DE 2314743 A DE2314743 A DE 2314743A DE 2314743 A1 DE2314743 A1 DE 2314743A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- nickel
- powder
- chromium
- copper
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
- C22C33/0264—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5%
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/17—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by forging
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0235—Starting from compounds, e.g. oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
- C22C33/0278—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
- C22C33/0285—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with Cr, Co, or Ni having a minimum content higher than 5%
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12181—Composite powder [e.g., coated, etc.]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Forging (AREA)
Description
Dipl.-lng. H. Sauerland · Dr.-lng. R. König ■ Dipl.-lng. K. BergenDipl.-Ing. H. Sauerland · Dr.-lng. R. König ■ Dipl.-Ing. K. Bergen
Patentanwälte ■ 4000 Düssaidorf 3D · Cecilienallee 76 ■ Telefon 433732Patent Attorneys ■ 4000 Düssaidorf 3D · Cecilienallee 76 ■ Telephone 433732
23. März 1973 28 503 KMarch 23, 1973 28 503 K
International Nickel Limited, Thames House Millbank _London_S i.¥il/International Nickel Limited, Thames House Millbank _London_S i. ¥ il /
"Verfahren zum Herstellen gekneteter Teile aus Metallpul-"Process for the production of kneaded parts from metal powder
vern"vern "
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen gekneteter, beispielsweise geschmiedeter Teile unter Verwendung eines aus einem legierten Pulver hergestellten Presslings.The invention relates to a method for producing kneaded, for example forged parts under Use of a compact made from an alloyed powder.
Übliche pulvermetallurgisch hergestellte Sinterteile besitzen im allgemeinen eine gewisse Porosität, die ihre physikalischen Eigenschaften bzw. mechanischen Eigenschaften wie beispielsweise die Streckgrenze und Kerbschlagzähigkeit beeinträchtigen. Die Porosität läßt sich zwar durch Anwendung bestimmter Techniken, beispielsweise durch ein Nachverdichten und Infiltrieren oder ein Heißpressen und Sintern bei hoher Temperatur verringern; dies verursacht jedoch zusätzliche Kosten und bringt Schwierigkeiten bei der Massenfertigung mit sich.Usual powder metallurgically produced sintered parts generally have a certain porosity that their physical properties or mechanical properties such as the yield point and notched impact strength affect. The porosity can be determined by using certain techniques, for example reduce recompression and infiltration or hot pressing and high temperature sintering; this causes however, additional cost and difficulties in mass production.
Es sind daher zahlreiche Versuche gemacht worden, die Porosität im Wege eines Pulverschmiedens zu beseitigen, das sich für eine automatische Fertigung eignet. Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein solchesNumerous attempts have therefore been made to eliminate the porosity by means of powder forging, that is suitable for automatic production. The invention is now based on the object of such
309840/0975309840/0975
23U74323U743
Verfahren zu schaffen.To create procedures.
Die Lösung der vorerwähnten Aufgabe besteht in einem Verfahren, bei dem ein Pressling aus einem vorlegierten Pulver bei einer Temperatur im Zwei-Phasen-Gebiet der Legierung verförörtT,"TDeXspieisweise "geschmiedet wird, bei der die eine metallische Phase kubisch-flächen und die andere metallische Phase kubisch raumzentriert oder tetragonal-raumzentriert vorliegt und der Volumenanteil der beiden Phasen mindestens k% beträgt. Vorteilhafterweise beträgt der Volumenanteil jeder Phase jedoch mindestens 1090, besser noch mindestens 20% oder auch 55 bis 75%* Die mittlere Korngröße jeder Phase übersteigt vorzugsweise ASTM 10, besser noch ASTM 12 nicht. Ein größeres Korn, beispielsweise mit einer Größe von ASTM 8, kann die mechanischen Eigenschaften des gekneteten Teils beeinträchtigen, so daß geringere Korngrößen von beispielsweise ASTM 14 oder darunter besonders vorteilhaft sind.The above-mentioned object is achieved in a process in which a compact is forged from a pre-alloyed powder at a temperature in the two-phase region of the alloy, in which one metallic phase is cubic and the other metallic Phase body-centered or tetragonal body-centered and the volume fraction of the two phases is at least k% . However, the volume fraction of each phase is advantageously at least 1090, better still at least 20% or even 55 to 75% * The mean grain size of each phase preferably does not exceed ASTM 10, better still ASTM 12. A larger grain, for example with a size of ASTM 8, can impair the mechanical properties of the kneaded part, so that smaller grain sizes of for example ASTM 14 or below are particularly advantageous.
Beim Schmieden einer Legierung mit dem Vorerwähnten Zwei-Phasen-Gefüge wurde, festgestellt, daß die beiden Phasen· einander in Richtung einer Behinderung des Kornwachstums bei der Rekristallisation beeinflussen, so daß sich ein feinkörniges Produkt ergibt. Der Fließwiderstand der Legierung mit dem Zwei-Phasen-Gefüge ist im allgemeinen geringer als der einer Ein-Phasen-Legierung, so daß mit verhältnismäßig geringen Verformungskräften und -temperaturen gearbeitet werden kann. Auf diese Weise werden der Werkzeugverschleiß, -verzug und -bruch verringert sowie die Lebensdauer erhöht. Ein geringerer Verformungswiderstand führt zu einem besseren Formfüllungsvermögen, während niedrigere Verformungstemperaturen die GefahrWhen forging an alloy with the aforementioned two-phase structure it was found that the two phases mutually affect one another in the direction of impeding grain growth influence during the recrystallization, so that a fine-grained product results. The flow resistance of the Alloy with the two-phase structure is generally less than that of a single-phase alloy, so that with relatively low deformation forces and temperatures can be worked. In this way, tool wear, warpage and breakage are reduced as well increases the service life. A lower resistance to deformation leads to better mold filling capacity, while lower deformation temperatures reduce the risk
309840/09TS309840 / 09TS
"3" 23H743" 3 " 23H743
einer Oxydation "beim Verformen "bzw. Schmieden verringern.an oxidation "during deformation" resp. Forging decrease.
Volumenanteile unter h% je Phase reichen nicht aus, um das unerwünschte Kornwachstum zu vermeiden und führen im allgemeinen zu einer Verschlechterung des Fließvermögens "bzw. zu einer Erhöhung des Verformungswiderstandes beim Schmieden. Einschlüsse wie beispielsweise Sulfide und Silikate gelten nicht als metallische Phase im Sinne der Erfindung, sind jedoch in geringen Mengen nicht schädlich. Beim Abkühlen nach dem Schmieden kann das Metallgefüge Umwandlungsprodukte mindestens einer der beiden metallischen Phasen enthalten.Volume fractions below h% per phase are not sufficient to avoid undesired grain growth and generally lead to a deterioration in flowability or an increase in deformation resistance during forging. Inclusions such as sulfides and silicates are not considered to be metallic phases in the sense of Invention, but are not harmful in small amounts.When cooling after forging, the metal structure can contain conversion products at least one of the two metallic phases.
Das vorlegierte Metallpulver wird vorteilhafterweise nach dem Sprühverfahren, d.h. aus einer Schmelze der gewünschten Zusammensetzung hergestellt, die unter Verwendung von Luft, Dampf, Inertgas, Wasser oder im Vakuum direkt zu Pulver verarbeitet wird. Das Wasser-Sprühverfahren mit oder ohne Inertgas ist in besonderem Maße geeignet, da es einen verhältnismäßig geringen Aufwand erfordert und gut pressbare unregelmäßige Pulverteilchen ergibt.The pre-alloyed metal powder is advantageously sprayed, i.e. from a melt of the desired composition made using air, steam, inert gas, water or in vacuum is processed directly into powder. The water spray method with or without inert gas is particularly suitable because it requires relatively little effort and yields well compressible irregular powder particles.
Die Anwendung des Sprühverfahrens beim Herstellen des Pulvers besitzt eine Reihe von Vorteilen; so lassen sich vor allem auf diese Weise sehr feine Teilchen herstellen. Die Teilchengröße sollte 500 //m nicht übersteigen und liegt vorzugsweise nicht unter 275 M m. Ein besonders geeignetes Pulver besteht aus höchstens 25% Teilchen unter 40/^m, Rest bis 225 oder 275 /^m. Außerdem' sollte die Teilchenoberfläche im wesentlichen, am besten jedoch zur Gänze aus einem Oxydfilm bestehen, der sich besonders günstig auf eine Verhinderung des Kornwachstums der einzelnen Teilchen und über die Korngrenzen hinaus auswirkt. Ein zu hoher Sauerstoffgehalt kann jedoch dieThe use of the spray method in producing the powder has a number of advantages; this is the main way in which very fine particles can be produced. The particle size should not exceed 500 μm and is preferably not less than 275 μm . A particularly suitable powder consists of at most 25% particles below 40 μm, the remainder up to 225 or 275 μm. In addition, the particle surface should consist essentially, but ideally entirely, of an oxide film, which has a particularly favorable effect on preventing the grain growth of the individual particles and beyond the grain boundaries. However, too high an oxygen content can cause the
309840/0 1I 75309840/0 1 I 75
-*--■ 231.A7A3- * - ■ 231.A7A3
technologischen Eigenschaften des Fertigteils, das Verdichten und Sintern vor dem Schmieden sowie das Verschweißen der Teilchen beim Schmieden beeinträchtigen. Aus diesem Grunde übersteigt der Sauerstoffgehalt des Pulvers vorzugsweise 0,25% nicht und liegt die Dicke des Oxydfilms bei höchstens 10 ^m. Vorzugsweise beträgt der Sauerstoffgehalt des Pulvers jedoch höchstens 0,15% und die Filmdicke höchstenstechnological properties of the precast part, the compaction and sintering before forging as well as the welding of the particles during forging. For this reason, the oxygen content of the powder preferably does not exceed 0.25% and is the thickness of the Oxide film at a maximum of 10 ^ m. Preferably the However, the oxygen content of the powder is 0.15% or less and the film thickness is not more than 0.15%
Bei der Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrens kann das Pulver zunächst gepresst und der Pressling alsdann erwärmt werden, um das gewünschte Zwei-Phasen-Gefüge einzustellen und den Pressling alsdann mindestens bis zu seiner Enddichte zu schmieden. Dem Ausgangspulver kann ein Schmiermittel zugesetzt werden; außerdem kann der Pressling vor dem Schmieden in üblicher Weise auch gesintert werden. Das Schmiedeteil kann schließlich je nach Zusammensetzung weiterbehandelt, beispielsweise spanab-' hebend bearbeitet oder ausgehärtet werden.When carrying out the method according to the invention the powder can first be pressed and the pellet then heated to achieve the desired two-phase structure set and then forge the pellet at least to its final density. The starting powder a lubricant can be added; in addition, the compact can also be sintered in the usual way before forging will. Finally, depending on its composition, the forged part can be further treated, e.g. be processed by lifting or hardened.
Irgendeine Vorbehandlung im Hinblick auf ein feinkörniges Gefüge des Fertigteils ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich. Hierin liegt im Gegensatz zu den herkömmlichen Verfahren zum Herstellen gekneteter Legierungen und Teile mit feinkörnigem Gefüge ein wesentlicher Vorteil; diese erfordern nämlich eine Kaltverformung bei Raumtemperatur und alsdann ein Glühen im Mehr-Phasen-Gebiet oberhalb der Rekriställisationstemperatur oder ein Verformen beim Abkühlen auf oder durch das Mehrphasengebiet. Das erfindungsgemäße Schmieden schließt im Grunde genommen eine isotherme Behandlung einj während derer eine kontinuierliche Rekristallisation stattfindet.Any pretreatment with regard to a fine-grain structure of the finished part is required in the method according to the invention not mandatory. This is in contrast to the conventional methods of making kneaded ones Alloys and parts with a fine-grain structure are essential Advantage; namely, these require cold deformation at room temperature and then an annealing in the multi-phase region above the recrystallization temperature or deformation on cooling on or through the multiphase region. The forging according to the invention closes basically an isothermal treatment during which a continuous recrystallization takes place.
308840/0375308840/0375
-5- 23H7A3-5- 23H7A3
Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich unter anderem Pulver aus Stählen mit einem bei der Schmiedetemperatur austenitisch-ferritischen Gefüge, und zwar sowohl niedriglegierte Stähle, als auch ferritisch-austenitische rostfreie Stähle, Pulver aus Nickel-Chrom und Nickel-Chrom- Eisen-Legierungen einschließlich rostfreien Stählen mit einem Gefüge aus einer kubisch-flächenzentriertenFor the method according to the invention, among other things, powders made of steels with one at the forging temperature are suitable Austenitic-ferritic structure, both low-alloy steels and ferritic-austenitic stainless steels, nickel-chromium powders and nickel-chromium-iron alloys including stainless steels with a structure of a face-centered cubic
ή -Phase und einer kubisch-raumzentrierten i^-Phase sowie Pulver aus Kupfer-Legierungen mit einer in der kubisch-flächenzentrierten -τν-Phase feinverteilten kubisch- oder tetragonal-raumzentrierten · "'-Phase. ή phase and a body-centered cubic i ^ phase as well as powder made of copper alloys with a finely distributed cubic or tetragonal body-centered · "'phase in the face-centered -τν phase.
Zu den Pulvern aus niedriglegierten Stählen zählen solche mit 0,4% Kohlenstoff, 0,8 bis 2,5% Silizium, bis 2% Mangan, 0,5 bis 4% Nickel, 0,2 bis 2% Molybdän, 0 bis 0,2% Niob, 0 bis 2% Kupfer, bis 0,25% Sauerstoff je 0 bis 3% Kobalt, Chrom, Wolfram und Vanadin einzeln oder nebeneinander sowie 0 bis 0,5% Aluminium und Titan, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Eisen.Powders made from low-alloy steels include those with 0.4% carbon, 0.8 to 2.5% silicon, up to 2% Manganese, 0.5 to 4% nickel, 0.2 to 2% molybdenum, 0 to 0.2% niobium, 0 to 2% copper, up to 0.25% oxygen each 0 to 3% cobalt, chromium, tungsten and vanadium individually or next to each other and 0 to 0.5% aluminum and titanium, The remainder, including impurities from the smelting process, iron.
Zu den Verunreinigungen zählen Rückstände von Desoxydations- und Raffinationsmitteln wie beispielsweise Bor. Die vorerwähnten Stahlpulver sind neu und fallen demzufolge ebenfalls unter die Erfindung; sie können bei Temperaturen von 760 bis 8160C, beispielsweise bei 7880C bis auf ihre theoretische Dichte gebracht werden, während die üblichen niedriglegierten Ein-Phasen-Stähle bei Temperaturen von 900 bis 98O0C verdichtet werden müssen.Contaminants include residues of deoxidizing and refining agents such as boron. The steel powders mentioned above are new and therefore also fall under the invention; they can be at temperatures of 760-816 0 C, for example at 788 0 C to their theoretical density brought, during the usual low-A-phase steels must be compacted at temperatures of 900 to 98O 0 C.
Bei den erfindungsgemäßen Stahlpulvern trägt der Nickelgehalt von 0,5 bis 4% zur Erhöhung der Festigkeit und Härtbarkeit bei; außerdem erweitert er den Temperatur-In the steel powders according to the invention, the nickel content of 0.5 to 4% contributes to increasing the strength and Hardenability at; it also extends the temperature
309840/0 1J 75309840/0 1 J 75
■bereich des stabilen ferritisch-austenitischen Gefüges. Andererseits wirkt das Nickel dem ferritMldenden Silizium entgegen, wenngleich höhere Nickelgehalte zu einer Kostensteigerung führen und den Verformungswiderstand "beim. Schmieden aufgrund der. Erhöhung des Austenitanteils im Gefüge erhöhen. Der Mangangehalt übersteigt vorzugsweise 0,4% nicht, da das Mangan die Zähigkeit des gekneteten Teils beeinträchtigt und die Gefahr einer Oxydation erhöht. Der Molybdängehalt braucht 1,2% nicht zu übersteigen. Bei Nickelgehalten von 1% und 3% dürften höhere Molybdängehalte die Zugfestigkeit beeinträchtigen; demzufolge sind Molybdängehalte von 0,2 bis 0, 696 besonders geeignet. Das Niob erhöht den Fließwiderstand, weswegen der Niobgehalt 0,1% nicht übersteigen sollte. Andererseits trägt das Niob zur Erhöhung der Zugfestigkeit bei, so daß der Niobgehalt vorzugsweise 0,02 bis 0,08% beträgt. Obgleich das Silizium ein Ferritbildner ist, übersteigt der Siliziumgehalt vorteilhafterweise 2% nicht,, da das Silizium die Zähigkeit des Fertigprodukts beeinträchtigt. Der Kohlenstoff erhöht die Festigkeit des Fertigprodukts, so daß die Legierung voiaigsweise mindestens 0,02 oder 0,04% Kohlenstoff enthält. Kohlenstoffgehalte über 0,4% können jedoch zu einem völlig austenitisehen Gefüge bei der Schmiedetemperatur führen. Enthält die Legierung Chrom, Aluminium, Vanadin, Titan, Wolfram und Kobalt, so muß die Wirkung dieser Legierungsbestandteile auf den Ferrit- und Austenitanteil im Gefüge berücksichtigt werden. .■ Area of the stable ferritic-austenitic structure. On the other hand, the nickel acts on the ferrite-forming silicon contrary, although higher nickel contents lead to an increase in costs and the deformation resistance "during. forging due to the. increase in the austenite content in the structure. The manganese content preferably exceeds 0.4% not because the manganese has the toughness of the kneaded Partly impaired and the risk of oxidation increased. The molybdenum content does not need to be 1.2% exceed. With nickel contents of 1% and 3%, higher molybdenum contents are likely to impair the tensile strength; accordingly, molybdenum levels of 0.2 to 0.696 are special suitable. The niobium increases the flow resistance, which is why the niobium content should not exceed 0.1%. on the other hand the niobium contributes to increasing the tensile strength, so that the niobium content is preferably 0.02 to 0.08%. Although the silicon is a ferrite former, the silicon content advantageously does not exceed 2% because that Silicon affects the toughness of the finished product. The carbon increases the strength of the finished product, so that the alloy proves to be at least Contains 0.02 or 0.04% carbon. However, carbon contents above 0.4% can result in a completely austenite appearance Lead structure at the forging temperature. Contains the Alloy chromium, aluminum, vanadium, titanium, tungsten and cobalt, so must the effect of these alloy components on the ferrite and austenite content in the structure are taken into account. .
Im Hinblick auf einen geringen Verformungswiderstand im Temperaturbereich von 760 bis 8160C sowie eine Raumtemperatur-Streckgrenze von 550 bis 825 MN/m bei einer Dehnung über 7,5% eignet sich ein Stahlpulver mit 0,05 bis 0,15% Kohlenstoff, 0,8 bis 1,5% Silizium, 0,5 bis 1,2%In view of a low deformation resistance in the temperature range of 760 to 0 816 C and a room temperature yield strength from 550 to 825 MN / m at an elongation of over 7.5%, the steel powder is 0.05 to 0.15% carbon, 0 , 8 to 1.5% silicon, 0.5 to 1.2%
3098A0/097S3098A0 / 097S
-7- 23U743-7- 23U743
Nickel, 0,2 Ms 0,4$ Molybdän, 1 bis 2?ό Kupfer und bis 0,1% Niob, Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen besonders. Sofern das geknetete Teil noch aufgekohlt werden soll, sollte die Legierung kupferfrei sein oder unter 0,5% Kupfer enthalten. Höhere Streckgrenzen von beispielsweise 895 MN/m lassen sich erreichen, wenn das Pulver 2 bis 2,5% Silizium, 2 bis 3% Nickel und 0,8 bis 1,2% Molybdän enthält.Nickel, 0.2 Ms $ 0.4 molybdenum, 1 to 2? Ό copper and up to 0.1% niobium, the remainder iron including impurities caused by the smelting, especially. If the kneaded part is still to be carburized, the alloy should be copper-free or contain less than 0.5% copper. Higher yield strengths of 895 MN / m, for example, can be achieved if the powder contains 2 to 2.5% silicon, 2 to 3% nickel and 0.8 to 1.2% molybdenum.
In der nachfolgenden Tabelle I sind die Zusammensetzungen dreier erfindungsgemäßer Pulver zusammengestellt, deren Legierungsrest in jedem Falle aus Eisen einschließ lieh erschmelzungsbedingter Verunreinigungen besteht. Diese Pulver wurden durch Versprühen einer Schmelze bei 15650C mit Argon meiner Argonatmosphäre hergestellt.In the following Table I the compositions of three powders according to the invention are compiled, the alloy residue of which in each case consists of iron including impurities caused by the melting process. These powders were produced by spraying a melt at 1565 ° C. with argon in my argon atmosphere.
(%) C.
(%)
(X Si
(X
00 Ni
00
(% Mon
(%
(% Cu
(%
w 0
w
0/09750/0975
Die Eigenschaften der aus den vorerwähnten Pulvern hergestellten gekneteten Teile ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle II. Die Stähle 1 und 2 wurden nach einem vierstündigen Aushärten bei 5380C mit Luftabkühlung untersucht, während der Stahl 3 nach einem 40minütigen Glühen bei 9270C, Ölabschrecken sowie dreistündigen Anlassen bei 1500C und Abkühlen in Luft untersucht wurde.The properties of the kneaded parts made from the above-mentioned powders become apparent from the following Table II. The steels 1 and 2 were prepared by a four-hour curing at 538 0 C with air cooling examined while the steel 3 after a 40 minute anneal at 927 0 C, oil quenching and three hours of tempering at 150 ° C. and cooling in air was investigated.
Stahl Streck grenzeSteel stretch limit
Zugfestigkeit tensile strenght
(MN/m2) (MN/m2)(MN / m 2 ) (MN / m 2 )
Dehnung Einsehn. Härte (%) {%) (Rc)See stretching. Hardness (%) {%) (Rc)
Der Verformungswiderstand der beiden Stähle 1 und 2 wurde ebenfalls mit drei verschiedenen Dehnungsgeschwindigkei-The deformation resistance of the two steels 1 and 2 was also with three different expansion speeds
■)O■) O
ten bei 788 C mit dem folgenden Ergebnis bestimmt:ten at 788 C with the following result:
Stahlstole
Spannung
(MN/m2) tension
(MN / m 2 )
31,5
63
103 31.5
63
103
Dehnungsgeschwindigk. Strain rate
(cm/cm/min)(cm / cm / min)
0,006 0,062 0,606 0.006 0.062 0.606
Stahl 2Steel 2
Spannung . Dehnungsge-..schwindigk. Tension . Elongation - .. dizzy.
(cm/cm/min)(cm / cm / min)
(MM/m2)(MM / m 2 )
309840/0976309840/0976
Beim Abkühlen von der Schmiedetemperatur besteht das Gefüge des Stahls aus Ferrit und Umwandlungsprodukten des Austenits, d.h. aus Martensit und Bainit, sowie einer gewissen Menge Restaustenit, wobei die Gefügeanteile von der Zusammensetzung und den Abkühlungsbedingungen abhängen.When cooling down from the forging temperature, the structure of the steel consists of ferrite and conversion products of the Austenite, i.e. from martensite and bainite, as well as a certain amount of residual austenite, whereby the structural proportions depend on the composition and the cooling conditions.
Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich auch Nickel-Chrom- und Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen mit 25 bis 50%, beispielsweise 32 bis 40% Chrom, 0 bis 25%, beispielsweise 14 bis 22% Eisen, 0 bis 1%, beispielsweise 0,2 bis 0,8% Titan, bis 0,1% Kohlenstoff, 0 bis 1%, beispielsweise 0,2 bis 0,8% Silizium und 20 bis 60% Nickel. Derartige Legierungen können auch andere Elemente wie beispielsweise Niob, Vanadin und Aluminium in Mengen enthalten, wie sie bei herkömmlichen Nickel-Chrom und Nickel-Chrom-Eisen-Superlegierungen üblich sind. Eine solche Legierung enthält beispielsweise 37% Chrom, 18% Eisen, 0,5% Titan, 0,05% Kohlenstoff und 0,5% Silizium, Rest einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen Nickel. Ein Pulver dieser Legierung mit bis 0,15% Sauerstoff, kann bei 980 bis 12000C, vorzugsweise bei 1038 bis 10930C geschmiedet werden. Wird das Pulver nach dem Sprühverfahren hergestellt, so besteht jedes Pulverteilchen aus einer abgeschreckten, kubischflächenzentrierten >r -Phase mit Nickel und Chrom sowie gegebenenfalls Eisen in fester Lösung. Beim Wiedererwärmen auf mindestens 9800C scheidet sich die ?k.-Phase, d.h. die chromreiche kubisch-raumzentrierte, Nickel und gegebenenfalls Eisen enthaltende Lösung in feiner Verteilung in der < -Phase aus.Nickel-chromium and nickel-chromium-iron alloys with 25 to 50%, for example 32 to 40% chromium, 0 to 25%, for example 14 to 22% iron, 0 to 1%, for example, are also suitable for the process according to the invention 0.2 to 0.8% titanium, up to 0.1% carbon, 0 to 1%, for example 0.2 to 0.8% silicon and 20 to 60% nickel. Such alloys can also contain other elements such as niobium, vanadium and aluminum in amounts that are customary in conventional nickel-chromium and nickel-chromium-iron superalloys. Such an alloy contains, for example, 37% chromium, 18% iron, 0.5% titanium, 0.05% carbon and 0.5% silicon, the remainder including impurities caused by the melting process, nickel. A powder of this alloy with up to 0.15% oxygen can be forged at 980 to 1200 ° C., preferably at 1038 to 1093 ° C. If the powder is produced by the spraying process, each powder particle consists of a quenched, face-centered cubic > r phase with nickel and chromium and optionally iron in solid solution. When reheated to at least 980 0 C. K. phase separates the?, That is, the chromium-rich body-centered cubic, nickel and optionally iron-containing solution in fine distribution in the <from phase.
309840/0975309840/0975
Ein für das erfindungsgemäße Verfahren geeignetes Pulver aus rostfreiem Stahl enthält 15 bis 35% Chrom, Ms 12%, beispielsweise 2 Ms 10% Nickel,. Ms 1% oder 1,5% Titan, bis 1% Vanadin, bis 0,5%, vorzugsweise 0,025 bis 0,15% Sauerstoff, bis 0,25% Kohlenstoff, bis 1% Silizium, bis 1% Mangan, bis 3% oder 4% Molybdän, bis 2% Kobalt, bis 2,5% oder 3% Kupfer. Derartige Stähle können bei 927 bis 10930C warmverformt werden, wengleich eine Temperatur von 954 bis 10100C vorzuziehen ist. Das Gefüge besteht in diesem Falle aus einer ferritischen Matrix mit feindispers verteiltem Austenit. Ein besonders geeigneter rostfreier Stahl· enthält 25 bis 31% Chrom und 5,5 bis 7% Nickel.A stainless steel powder suitable for the process according to the invention contains 15 to 35% chromium, Ms 12%, for example 2 Ms 10% nickel. Ms 1% or 1.5% titanium, up to 1% vanadium, up to 0.5%, preferably 0.025 to 0.15% oxygen, up to 0.25% carbon, up to 1% silicon, up to 1% manganese, up to 3% or 4% molybdenum, up to 2% cobalt, up to 2.5% or 3% copper. Such steels may be hot worked at 927 to 1093 0 C, wengleich a temperature is preferable from 954 to 1010 0 C. In this case, the structure consists of a ferritic matrix with finely dispersed austenite. A particularly suitable stainless steel contains 25 to 31% chromium and 5.5 to 7% nickel.
Geeignete Kupfer-Legierungen können 8 bis 14% Aluminium und wahlweise bis 6%, beispielsweise3bis 5% Eisen enthalten. Andere Beispiele für Kupferlegierungen sind solche, die wesentliche Gehalte an Zink, beispielsweise 35 bis 50% Zink, oder 8 bis 12% Magnesium enthalten. Eine besonders geeignete Nickel-Zink-Kupfer-Legierung enthält 4 bis 71%, vorzugsweise 8 bis 40% Nickel und 29 bis 40% Zink, Rest Kupfer und übliche Begleitelemente Diese Legierung besitzt bei 482 bis 566°C ein kubischflächenzentriertes ^- -Grundgefüge mit einer kubischraumzentrierten oder tetragonal-raumzentrierten ß -Phase in feindisperser Verteilung; sie kann bei dieser Temperatur geschmiedet werden. Die binäre Kupfer-Zink-Legierung mit 38 bis 50% Zink, Rest Kupfer besitzt ebenfalls ein kubisch-flächenzentriertes rA_-Gefüge mit einer kubischraumzentrierten Hochtemperatur-Phase. Die Schmiedetemperatur dieser Legierung liegt bei 454 bis 65Q0C.Suitable copper alloys can contain 8 to 14% aluminum and optionally up to 6%, for example 3 to 5% iron. Other examples of copper alloys are those which contain substantial amounts of zinc, for example 35 to 50% zinc, or 8 to 12% magnesium. A particularly suitable nickel-zinc-copper alloy contains 4 to 71%, preferably 8 to 40% nickel and 29 to 40% zinc, the remainder being copper and the usual accompanying elements a space-centered cubic or body-centered tetragonal ß- phase in finely dispersed distribution; it can be forged at this temperature. The binary copper-zinc alloy with 38 to 50% zinc, the remainder copper, also has a face-centered cubic rA_ structure with a space-centered high-temperature phase. The forging temperature of this alloy is 454 to 65Q 0 C.
309 8 A. 07 097 5309 8 A. 07 097 5
23H7A323H7A3
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich "bei der Verwendung niedriglegierter Stahlpulver beispielsweise zum Herstellen von Automobilteilen, Ritzeln, Zahnrädern, Verbindungsstangen und Umlaufgetriebe-Formlingen. Des weiteren kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Pumpenzahnrädern, Rohr- und Ventilfittings, Leitshaufeln, Keilriemenscheiben, chirurgischen Instrumenten und Instrumentenschlüsseln verwendet werden.The method according to the invention is "suitable in use." Low-alloy steel powder, for example for the manufacture of automobile parts, pinions, gears, connecting rods and epicyclic gear moldings. Furthermore, the method according to the invention can be used for manufacturing of pump gears, pipe and valve fittings, guide vanes, V-belt pulleys, surgical instruments, and instrument keys are used.
309840/0975309840/0975
Claims (11)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00238238A US3837845A (en) | 1972-03-27 | 1972-03-27 | Oxide coated ferrous metal powder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2314743A1 true DE2314743A1 (en) | 1973-10-04 |
Family
ID=22897040
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732314743 Pending DE2314743A1 (en) | 1972-03-27 | 1973-03-24 | PROCESS FOR MANUFACTURING KNITTED PARTS FROM METAL POWDER |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3837845A (en) |
JP (1) | JPS498412A (en) |
BE (1) | BE797394A (en) |
CA (1) | CA1002788A (en) |
DE (1) | DE2314743A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5441968B2 (en) * | 1973-07-05 | 1979-12-11 | ||
JPS511304A (en) * | 1974-06-25 | 1976-01-08 | Mitsubishi Metal Corp | SURITSUTAASHITABABUREEDONO SEIZOHOHO |
USRE30855E (en) * | 1978-10-23 | 1982-01-26 | Pitney Bowes Inc. | Powder metal composition |
JPH1030707A (en) * | 1996-07-12 | 1998-02-03 | Honda Motor Co Ltd | High fatigue strength gear |
US7455711B1 (en) | 2006-06-16 | 2008-11-25 | Keystone Investment Corporation | Process for manufacturing hardened powder metal parts |
US11850662B1 (en) | 2015-02-09 | 2023-12-26 | Keystone Powdered Metal Company | High strength part having powder metal internal ring |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2158651A (en) * | 1936-06-24 | 1939-05-16 | Electro Metallurg Co | Steel |
US2327490A (en) * | 1941-01-02 | 1943-08-24 | Sun Oil Co | Apparatus for treating hydrocarbon oils |
US2447089A (en) * | 1946-04-13 | 1948-08-17 | Crucible Steel Company | Low alloy high tensile strength, high impact strength steel |
US2967794A (en) * | 1956-09-12 | 1961-01-10 | Handy & Harman | Fine particle magnets |
US2942334A (en) * | 1957-01-18 | 1960-06-28 | Chrysler Corp | Powdered ferrous metals and articles and methods of making the same |
-
1972
- 1972-03-27 US US00238238A patent/US3837845A/en not_active Expired - Lifetime
-
1973
- 1973-02-01 CA CA162,574A patent/CA1002788A/en not_active Expired
- 1973-03-24 DE DE19732314743 patent/DE2314743A1/en active Pending
- 1973-03-27 BE BE129315A patent/BE797394A/en unknown
- 1973-03-27 JP JP48034998A patent/JPS498412A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE797394A (en) | 1973-09-27 |
US3837845A (en) | 1974-09-24 |
CA1002788A (en) | 1977-01-04 |
JPS498412A (en) | 1974-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60002745T2 (en) | HIGH-RESISTANT STAINLESS AUTOMATIC STEEL | |
DE3628862C2 (en) | ||
DE69812234T2 (en) | Stainless austenoferritic steel with very low nickel content and high tensile deformation | |
DE60010997T2 (en) | Heat-resistant chrome-molybdenum steel | |
DE1533275B1 (en) | Process for the powder metallurgical production of hard alloys | |
DE3426882A1 (en) | HEAT-RESISTANT, MARTENSITIC, STAINLESS STEEL WITH 12% CHROME | |
EP3728675A1 (en) | Method for the additive manufacturing of an object from a maraging steel powder | |
DE1298293B (en) | Highly wear-resistant, machinable and hardenable sintered steel alloy and process for their production | |
DE3041565C2 (en) | ||
DE2830850C3 (en) | Use of a case-hardening steel | |
AT410447B (en) | HOT STEEL SUBJECT | |
EP1274872B1 (en) | Method for the production of nitrogen alloyed steel, spray compacted steel | |
DE2447137A1 (en) | STEEL ALLOY RESISTANT AGAINST PITCH CORROSION | |
AT391324B (en) | POWDER METALLURGICALLY PRODUCED FAST WORK STEEL, WEARING PART MADE THEREOF AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
DE3416521C2 (en) | ||
DE2800444A1 (en) | ALLOYED STEEL | |
DE1298291B (en) | Use of a martensite-hardenable nickel-cobalt-molybdenum steel alloy for objects with a minimum tensile strength of 265 kg / mm | |
DE3012139A1 (en) | High tensile, hot rolled steel plate - with very high notch toughness at sub-zero temps. in rolled state, and suitable for welding | |
DE1558711A1 (en) | Nickel-chromium steel alloy | |
DE1533478A1 (en) | Steel alloy | |
DE3522115A1 (en) | HEAT-RESISTANT 12 CR STEEL AND TURBINE PARTS MADE OF IT | |
DE2314743A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING KNITTED PARTS FROM METAL POWDER | |
DE10244972A1 (en) | Refractory steel and method of manufacturing the same | |
DE19909810A1 (en) | Steel composition for hot working | |
DE2322528C3 (en) | Method for avoiding pores in austenitic stainless steels |