DE2362061C3 - Pulvermetallurgisches Verfahren zur Herstellung von Uhrenschalen o.dgl - Google Patents
Pulvermetallurgisches Verfahren zur Herstellung von Uhrenschalen o.dglInfo
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Description
handlung bereits bei einer etwa 950° C betragenden Temperatur ausführbar ist, wobei sich das Werkstück
während dieser Behandlung weder verformt noch schrumpft.
Der Sinterkörper wird zunächst auf die jeweils erwünschten Abmessungen bearbeitet und das Polieren
dann noch vor der härtenden Nachbehandlung durchgeführt. Da die Erhitzung des Werkstücks während
dieser Nachbehandlung schwächer ist als seine Erhitzung während des Sinterns, treten dabei praktisch
keine Gefügeveränderungen auf und die Abmessungen bleiben praktisch stabil. Die Erfahrung
hat dabei erwiesen, daß die Abmessungsänderungen in der Praxis weniger als 0,05% betragen. Auch die
Oberflächenbeschaffenheit verändert sich dabei nicht, so daß die beim Polieren erhaltene Oberflächengüte
während der Härtung praktisch vollumfänglich aufrechterhalten bleibt.
Die nachfolgende Beschreibung betrifft beispielsweise Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens, dessen Einzelheiten an Hand der Herstellung eines Uhrgehäuseglasreifs näher erläutert
werden.
Beispiele für mit Erfolg verwendbare Matrixmetalle sind eines oder eine Mischung der Metalle Titan,
Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän und Wolfram. Diese Metalle werden
in handelsüblicher Pulverform hergestellt und geliefert; sie können bequem beschaffen werden. Das
Matrixmetallpulver kann gemäß bekannten Verfahren der Pulvermetallurgie mit einem Bindemetall vermischt
und geknetet werden, das aus einem Metall oder einer Mehrzahl der Metalle Kupfer, Silber,
Gold, Eisen, Kobalt, Nickel, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Osmium, Iridium oder Platin erhalten
wurde.
Im Hinblick auf die Erhaltung einer porenfreien Sinterkörpers sowie zur Gewährleistung einer praktisch
vollständigen Sinterung bei den im Folgenden erläuterten Temperaturen muß dabei der jeweilige
Bindemetallanteil verhältnismäßig niedrig gehalten werden. Der auf das Gesamtgewicht der Ausgangsmischung
bezogene Bindemetallanteil betiägt höchstens 15%. Die Erfahrung hat gezeigt, daß das Bindemetall
jeweils vorzugsweise in Abhängigkeit des als Ausgangsmaterial verwendeten Matrixmetalls gewählt
werden sollte. Gewisse Matrixmetalle ergeben nämlich mit gewissen Bindemetallen weniger genaue
Sinterkörper als mit anderen Bindemetallen.
Das vorbereitete Metallpulvergemisch wird dann in eine Form gepreßt und gesintert. Bei der Wahl
der Abmessungen der dabei verwendeten Form wird der während des Sintervorgangs eintretenden
Schrumpfung derart Rechnung getragen, daß ein Sinterkörper erhalten wird, dessen Abmessungen die
endgültigen Abmessungen des jeweils erwünschten fertigen Werkstücks leicht übertreffen. Das Pressen
erfolgt vorzugsweise unter einem 3 bis 8 Mp/cm2 betragenden Druck.
Das Sintern wird dann vorzugsweise in Wasserstoff oder gekrackten Ammoniakgas oder unter Vakuum
bei etwa 1400 bis 1500° C in einem Bandofen herkömmlicher Konstruktion ausgeführt. Die Dauer des
Sintervorgangs kann dabei einige Minuten betragen.
Der so erhaltene Sinterkörper besitzt eine Härte, die seine einfache und problemlose spanabhebende
Bearbeitung erlaubt, wie sie unter herkömmlichen Bedingungen beispielsweise zur Herstellung gewöhnlicher
Uhrgehäuseglasreifen und Uhrgehäusemittelteilen üblich ist.
Nach der spanabhebenden Bearbeitung werden mindestens die an der fertig montierten Uhr sichtbaren
Flächen des jeweiligen Werkstücks fertigbearbeitet. Diese Fertigbearbeitung umfaßt meistens ein Polieren
dieser Werkstückflächen, wobei angesichts der verhältnismäßig niedrigen Härte des das Werkstück
bildenden Metalls herkömmliche Polierverfahren angewendet werden können. Der letzte Verfahrensschritt ist die Härtung. Die verwendeten Grundmetalle
bilden dabei in Gegenwart einer zweckmäßig gewählten Atmosphäre äußerst harte Karbide, Boride
oder Nitride. Bei der vorstehend erläuterten Vorbereitung des Werkstücks kann die Härtung bei etwa
950° C erfolgen. Das Werkstück kann dabei beispielsweise in Gegenwart einer Stickstoff oder ein
Kohlenstoff und/oder Wasserstoff abgebendes Gas enthaltenden Atmosphäre in einem Ofen wärmebehandelt
werden. Zur Bildung der aufgekohlten Oberflächenschicht kann andererseits das Werkstück in
ein zweckmäßig gewähltes Feststoffmaterial gehüllt werden, aus welchem Kohlenstoff in die Metalloberfläche
des Werkstücks diffundieren kann. Das die Einhüllung des Werkstücks in einem zweckgemäß
gewählten Feststoffmaterial umfassende Härteverfahren kann erwünschtenfalls auch zur Bildung einer
Boridschicht an der Werkstückoberfläche mit Erfolg angewendet werden.
Nach der härtenden Wärmebehandlung bedürfen die Werkstücke außer einem ohne Schwierigkeit ausführbaren
Auffrischen oder Nachpolieren keiner weiteren Bearbeitung.
Gemäß einer beispielsweisen Ausführungsform wurde ein 93% Matrixmetall und 7% Bindemetall
enthaltendes Pulver vorbereitet. Das Matrixgrundmetall bestand aus 90% Molybdän und aus 10%
Wolfram. Das Bindemetall bestand aus 80% Kobalt und 20% Nickel. Nach dem Pressen dieses Pulvers
und nach dem Sintern wurde der Sinterkörper durch Drehen und Fräsen auf die erwünschten Abmessungen
bearbeitet. Das darauffolgende Polieren wurde derart durchgeführt, daß alle Porositätsspuren von
der Oberfläche des Werkstücks verschwanden.
Zur bei 950° C durchgeführten Härtung wurde eine die volumenbezogenen Gasanteile
94,5% H2
5,0% C2Hb
0,5% HCl
5,0% C2Hb
0,5% HCl
enthaltende Atmosphäre verwendet, wobei die Dauer der Härtung 48 h betrug.
Die dabei erhaltene Oberflächenhärte betrug 1300 bis 1500kp/mm2.
Ein Beispiel für eine andere mit Erfolg anwendbare Matrixzusammensetzung ist eine
50% Mo
25% V
25% Cr
25% V
25% Cr
enthaltende Mischung.
Ein Beispiel für ein anderes mit Erfolg anwendbares Bindemetall sind
100% Co
75% Ni und
25% Cu.
25% Cu.
Ein Beispiel für ein anderes mit Erfolg anwendbares Härteverfahren ist das Folgende:
Das Werkstück wird in einer aktivierten borhaltigen Pulverhülle von etwa 8 bis 10 mm Dicke eingehüllt,
wobei die Dauer der Behandlung bei 950° C 18 h beträgt.
Die dabei erhaltenen Werkstücke besitzen eine Fläche, die sowohl gegen Korrosion, beispielsweise
durch Oxvdation in Gegenwart der atmosphärischen Feuchtigkeit, als auch gegen Verschleiß durch Beruhrung
mit Hartstoffmaterialien hochbeständig ist. Die Fläche ist dabei kratzfest und hat deshalb ein andauernd
glänzendes und poliertes Aussehen.
Das beschriebene Verfahren erlaubt die Herstellung einer breiten Vielfalt von Werkstücken, wie
sichtbare Uhrgehäuseteile, Teile von Uhrarmbändern,
Uhrwerkbestandteile oder andere ähnliche Werkstücke, die eine hochbeständige, praktisch unveränderliche
Fläche aufweisen müssen und in verhältnismäßig großen Serien industriell hergestellt werden.
Dank der Möglichkeit, das Polieren vor der härtenden Wärmebehandlung des Werkstücks durchzuführen,
kostet das Polieren wesentlich weniger als bei Verwendung eines Pulvers als Ausgangsmaterial, das
bereits harte Karbide oder boride enthält
Außerhalb der Uhrenfabrikation kann das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls verschiedene Anwendungen
finden. So ist die Herstellung von metallischen Armbandelementen, aber auch von Halsbandelementen,
Manschettenknöpfen, Anzeigepiarten, Knöpfen, Handgriffen usw. durch das beschriebene
Verfahren besonders vorteilhaft.
Claims (5)
1. Pulvermetallurgisches Verfahren zur Herstellung von Ubrenschalen od. dgl. mit harter und
dichter glänzender Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mindestens ein MatrixmetaJl der Gruppen IV A, V A, VI A und
höchstens 15% eines Bindemetalls der Gruppen I B und VIII des Periodischen Systems der tie- ίο
mente enthaltende Metallpulvermischung zu einem porenfreien Körper gepreßt und gesintert
wird, daß der Körper sodann spanabhebend bearbeitet und an sichtbarer Fläche poliert wird und
anschließend durch Karburieren, Nitrieren oder 15 stände, ist für die Herstellung von relativ großen Ge-Borieren
bei einer etwa 950° C betragenden Tem- genständen wie Uhrenschalen nicht geeignet, denn
peratur oberflächengehärtet und schließlich nach- damit kann keine porenfreie Oberfläche, wie sie für
poliert wird. polierte Schmuckgegenstände unerläßlich ist, herge-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- stellt werden. Aus der britischen Patentschrih
kennzeichnet, daß ein Körper aus einer Metall- 20 6 67 175 ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von
pulvermibchung aus 93% Matrixpulver und 7% Gegenständen mit harter Oberfläche bekannt, nach
Bindemetall, wobei das Matrixpulver aus 90% welchem, wie im vorhergehenden Verfahren, zunächst
Molybdän und 10% Wolfram und das Bindeme- ein Metallsinterkörper hergestellt wird, der nach der
tall aus 800O Kobalt und 20% Nickel besteht, Bearbeitung oberflächengehärtet wird. Dieses Verbei
einer Temperatur von 950° C in einer Gas- as fahren, welches als besonders vorteilhaft für die Heratmosphäre
aus 94,5% Wasserstoff und 5% Pro- stellung von Formen oder ähnlichen Gegenständen,
pan und 0,5% Chlorwasserstoff während 48 h die einem harten Verschleiß unterworfen sind, beoberflächengehärtet
wird. schrieben wird, ist jedoch für die Herstellung von
3.Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 Uhrenschalen od. dgl. nicht geeignet, denn einerseits
auf ein Mitrixpulver aus 50% Molybdän, 25°/o 30 wird dem porenfreien Sintern nicht die geringste AufVanadium und 25 °/o Chrom, merksamkeit geschenkt, da dieses hier keine Rolle
4. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 spielt und andererseits erfolgt das Härten in einem
auf ein Bindemetall aus 100% Kobalt. relativ hohen Temperaturbereich von 1400 bis
5. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 1450° C. Neben dem porenfreien Sintern, das eine
auf ein Bindemetall aus 75% Nickel und 25% 35 unablässige Bedingung für die Herstellung von
Kupfer. Schmuckgegenständen ist, muß darauf geachtet werden, daß sich der Gegenstand beim Härten nidit
mehr verzieht, will man nicht mehr eine kostspielige
Nachbearbeitung in Kauf nehmen. Dies ist ganz be-
40 sonders bei der Herstellung von Uhrenschalen wichtig, denn ihre Maßhaltigkeit bestimmt nach dem Einsetzen
des Uhrenglases die Undurchlässigkeit.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren anzu-
pulvermetallurgisches Verfahren zur Herstellung von geben, mit welchem auf wirtschaftliche Weise, d. h.
Uhrenschalen od. dgl. mit harter und dichter glän- 45 ohne kostspielige Verarbeitung des Werkstücks in
zender Oberfläche. der harten Phase, Uhrenschalen od. dgl. mit harter,
Solche Schmuck- und Gebrauchsgegenstände bie- beständiger und glänzender Oberfläche und mit weitten
einen besonders wirkungsvollen Schutz gegenüber gehender Freiheit in der Formgebung hergestellt wer-Korrosion
durch die jeweils umgebende Atmosphäre den können. Ein solches Verfahren zeichnet sich da-
und durch den Schweiß und auch bei gelegentlicher 50 durch aus, daß eine mindestens ein Matrixmetall der
oder regelmäßiger Berührung mit harten Feststoff- Gruppen IV A, V A, VI A und höchstens 15% eines
materialien. Bindemetalls der Gruppen I B und VIII des Periodi-
Es sind etliche pulvermetallurgische Verfahren zur sehen Systems der Elemente enthaltende Metallpul-Herstellung
von Uhrenschalen mit harter, dichter und Vermischung zu einem porenfreien Körper gesintert
glänzender Oberfläche bekannt, doch werden diese 55 und gepreßt wird, daß der Körper sodann spanabhe-Teile
ausnahmslos durch das Hartmetall-Sintern her- bend bearbeitet und an sichtbarer Fläche poliert wird
gestellt. Stellvertretend für viele solcher Verfahren sei und anschließend durch Karburieren, Nitrieren oder
das Verfahren nach der deutschen Patentschrift Borieren bei einer etwa 950° C betragenden Tem-11
84 703 genannt, welches ein Verfahren zur Her- peratur oberflächengehärtet und schließlich nachpostellung
von Uhrgehäusen aus Hartmetallkarbiden 60 liert wird.
beschreibt. Gemäß diesem Verfahren wird zunächst Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde,
ein vorgesinterter Block aus Hartmetallkarbid herge- daß das Sintern der vorstehend genannten Gemische
stellt, daraus ein Formkörper herausgearbeitet, die- bei einer etwa 1400 bis 1500° C betragenden Temser
anschließend fertiggesintert und fertigverarbeitet. peratur durchgeführt werden kann, wenn die Natur
Dieses Verfahren ist jedoch sehr aufwendig, denn 65 des jeweiligen Bindemetalls und die Größe des Anein
Bearbeiten des Sinter-Hartmetalls ist mit großen teils an diesem Bindemetall auf das jeweils als AusSchwierigkeiten
verbunden, außerdem läßt dieses gangsmaterial verwendete Grundmetall zweckmäßig Verfahren nur einfache Formen zu, wodurch die An- abgestimmt sind, während die härtende Wärmebe-
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH10573 | 1973-01-05 | ||
| CH10573A CH554559A (de) | 1973-01-05 | 1973-01-05 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2362061A1 DE2362061A1 (de) | 1974-07-18 |
| DE2362061B2 DE2362061B2 (de) | 1976-07-01 |
| DE2362061C3 true DE2362061C3 (de) | 1977-02-17 |
Family
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