DE2461736B2

DE2461736B2 - Sinterkörper sowie Verfahren und Pulver zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2461736B2
Application number: DE2461736A
Authority: DE
Inventors: Tatsuro Tokio Hamai; Yoshihiko Kawasaki Kanagawa Hamai; Akira Niiza Saitama Nakatani; Yuya Machida Tokio Tanaka
Original assignee: KK Hamai Seisakusho Tokio
Current assignee: KK Hamai Seisakusho Tokio
Priority date: 1973-12-31
Filing date: 1974-12-28
Publication date: 1979-01-25
Also published as: NL7417033A; US4029475A; DE2461736C3; DE2461736A1; GB1496764A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Pulver nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie ferner einen aus diesem Pulver gefertigten Sinterkörper und ein Verfahren zur Herstellung des Sinterkörpers.

Auf dem Gebiet der Pulvermetallurgie ist es allgemein bekannt, ein Metall- oder Legierungspulver erst zu verfestigen und sodann den Preßkörper bei relativ niedriger Temperatur zu sintern, und zwar unter reduzierender oder neutraler Atmosphäre, um auf diese Weise einen Sinterkörper zu erhalten. (F. E i s e η k ο 1 b, Fortschritte der Pulvermetallurgie, Band II, 1963, Seite 223). Nach diesem Verfahren kann man auch Sinterkörper aus einem Material herstellen, welches sich schwer schmelzen läßt. Auch vermindern sich, verglichen mit den gebräuchlichen Schmelzverfahren, die Einschlüsse von Verunreinigungen. Man kann also Produkte mit hervorragenden physikalischen und anderen Eigenschäften herstellen, und zwar mit Eigenschaften, die von aus geschmolzenem Metall erzeugten Produkten nicht zu erwarten sind.

Allerdings ergeben sich dennoch Probleme. Die Sinterkörper sind nämlich porös. Verwendet man außerdem ein Metall mit hohem Dampfdruck, wie etwa Zink, so können Bestandteile der Legierung bei Sintertemperatur verdampfen. Es ist also in manchen Fällen sehr schwierig, einen Sinterkörper mit der gewünschten Zusammensetzung herzustellen. Auch eignen sich bestimmte Materialien nicht zum Sintern nach diesem Verfahren. Es ergeben sich also gewisse Einschränkungen hinsichtlich der Erzeugnisse und deren Verwendung. Dies gilt insbesondere für das Sintern von hochlegiertem Messing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Herstellung eines dichten und einfach bearbeitbaren, also einfach schmied- und walzbaren Sinterkörpers zu schaffen, und zwar unter Vermeidung der Gefahr eines Verdampfens bestimmter Werkstoffbestandteile.

Hierzu weist das Pulver für Sinterzwecke erfindungsgemäß die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruchs auf.

Der technische Fortschritt der Erfindung liegt in der Lösung der gestellten Aufgabe. Die Sinterkörper lassen sich ohne weiteres schmieden und walzen. Auch besitzen sie ein dichtes Gefüge. Ferner wird die Gefahr vermieden, daß bestimmte Bestandteile, insbesondere Zinke und Zinklegierungen, verdampfen.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der jeweiligen Preßkörper, die zur Herstellung eines Ventilgehäuses dienen,

F i g. 2 in perspektivischer, auseinandergezogener Darstellung die jeweiligen Teile eines vollständigen Kugelventils,

F i g. 3 ein Diagramm für das Verhältnis zwischen der Dichte der Preßkörper und dem erfindungsgemäß auf das Sinterpulver ausgeübten Verdichtungsdruck,

F i g. 4 ein Diagramm für die Durchmesseränderung nach dem Sintern,

Fig.5 ein Diagramm für die Zinkmenge, die beim Sintern verlorengeht,

Fig.6 ein Diagramm für die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Sinterkörper,

F i g. 7 ein Diagramm für das Verhältnis zwischen der Dichte und der Porösität der Sinterkörper.

In der Zeichnung gilt die Bezugsziffer 1 für das Ventilgehäuse, und die Bezugsziffer Γ für den Preßkörper, der zur Herstellung des Ventilgehäuses dient. 2 bezeichnet die Stirnkappe, und 2' den zugehörigen Preßkörper. Mit der Bezugsziffer 3 schließlich ist die Kugel bezeichnet während 3' für den entsprechenden Preßkörper gilt.

Die Bezeichnung H. R. B. gibt eine Rockwell-Härte an, gemessen mit einer B-Skala.

Wie erwähnt, bezieht sich die Erfindung auf Körper zum Walzen und Schmieden, die nach einem pulvermetallurgischen Verfahren hergestellt sind. Gleichermaßen betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen solcher Körper.

Es ist allgemein bekannt, bei der Herstellung von Maschinenteilen anfänglich einen Sinterkörper herzustellen, der in seiner Form eng an die Form des Endproduktes angepaßt ist, und diesen Sinterkörper sodann endgültig zu bearbeiten.

ty ach der Erfindung wird es nun möglich, einen Sinterkörper zu erzeugen, der sich unter Druck schmieden läßt, so daß man ein hochverdichtetes Endprodukt erhält Dabei wird anfänglich ein Sinterkörper hergestellt, dessen Form annähernd der des Endproduktes entspricht woraufhin dann dieser Sinterkörper dem Schmiededruck unterworfen wird

Die wesentlichen kennzeichnenden Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß man ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall einem zum Sintern geeigneten Metallpulver zusetzt und diese Mischung anschließend sintert

Die chemische Wirkung des erfindungsgemäßen Zusatzes eines Alkalimetalls oder eines Erdalkalimetalls bzw. einer entsprechenden Mischung (im folgenden soll der Einfachheit halber nur noch von einem Alkalimetall gesprochen werden) ist noch nicht endgültig bekannt Es wird jedoch angenommen, daß folgende Vorgänge stattfinden. Die das Alkalimetall enthaltende Mischung bzw. der Zusatz wird unter Wärmeeinfluß zersetzt, und zwar zu einer gleichförmigen festen Lösung in Form des Alkalimetalls allein oder in Form eines Oxyds auf der Oberfläche der zu sinternden Partikel des Metallpulvers. Wenn eine solche feste Lösung abgekühlt wird, fällt ein Anteil von ihr in Form des Alkalimetalls aus. Es wird angenommen, daß dieses ausgeschiedene Alkalimetall und die Schicht der festen Lösung in Kombination dazu führen, daß die Partikel des Metallpulvers relavv zueinandei gleiten, wenn während der Verfestigung e.n Druck ausgeübt wird. Dementsprechend ergibt sich ein dichter Preßkörper.

Es wird angenommen, daß das auf den Oberflächen des Metallpulvers abgesonderte Alkalimetall in Form einer festen Lösung an den gebundenen Teilen oder Einschnürungen (bonded parts or necks) der Metallpartikel vorliegt und daß dies ein Anwachsen der Einschnürungen bei geringer Temperatur hervorruft, wodurch ein einfaches Sintern ermöglicht wird. Ferner wird angenommen, daß die kristalline Korngrenze dieses in fester Lösung vorliegenden Schichtteiles leicht unter dem Schmiededruck gleitet, so daß man Walz- und Schmiedevorgänge durchführen kann.

Da, wie erwähnt, der erfindungsgemäß erzielte Effekt auf die obigen Gründe zurückgeführt wird, kann man zur Herstellung des Sinterkörpers jedes Metall verwenden, welches in gewissem Ausmaß mit einem Alkalimetall oder einem Erdalkalimetall in feste Lösung geht. Besonders vorteilhafte Ergebnisse erzielt man, wenn man ein Schwermetall verwendet, insbesondere ein solches, welches schwer zu sintern ist, beispielsweise Messing mit einem hohen ZinkanteiL Metalle, wie Si, Al, Sn oder Mn, können dem Messing zugesetzt werden, und zwar normalerweise zur Verbesserung der Eigenschaften des Endproduktes.

■5 Man kann jede Art von Metallpulver verwenden, die man auch bisher schon gesintert hat Da aus den obengenannten Gründen das Verfestigen in feuchtem Zustand und das Sintern in einfacher Weise erfolgen, bietet sich erfindungsgemäß die Möglichkeit ein

ίο Metallpulver zu verwenden, dessen Teilchengröße sogar größer als 297 um ist Auch können Pulverpartikel mit unterschiedlichster Gestalt verwenden werden. Dementsprechend kann man im Falle von Messing Schneidspäne oder Schleifabfälle als Ausgangsprodukt verwenden, wobei gegebenenfalls ein geringfügiger Zerkleinerungsvorgang vorgeschaltet wird.

Vorzugsweise verwendet man als Alkalimetall-Zusatz eine solche Mischung, die sich thermisch zersetzt und das Alkalimetall freigibt Beispielsweise haben sich Karbonate, wie etwa Lithiumkarbonat Kaliumkarbonat oder Natriumkarbonat, als besonders günstig und wirtschaftlich erwiesen, da sie billig sind. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, andere organische Salze, wie etwa Oxalate oder Acetate, bzw. auch anorganische Salze, wie etwa Haiide oder Siliciumfluoride, gemäß Tabelle 1 zu verwenden.

Jede beliebige Menge eines Alkalimetall-Zusatzes oder einer entsprechenden Mischung kann zugefügt werden, sofern diese Menge gerade ausreicht, daß das

3» Alkalimetall in sehr dünner Schicht die Oberfläche des Metallpulvers zum Sintern und zur Wärmebehandlung bedeckt. In einem Fall wie etwa Messing ergeben sich Unterschiede in Abhängigkeit von der Partikelgröße des Metallpulvers. Wird zuviel Alkalimetall zugesetzt, so bleibt nach dem Sintern Alkalimetall übrig, und es ergibt sich eine Metallkorrosion. Dementsprechend soll die zugesetzte Alkalimetall-Menge vorzugsweise weniger als 0,1% des Metallpulvers betragen, es kann aber bis zu 1,0% an Alkalimetall zugesetzt werden. Wird beim Sintern dem Messing Bariumkarbonat zugesetzt, so ergibt sich für den Sinterkörper ein pH-Wert 7, wenn der Zusatz an Bariumkarbonat zwischen 0,01 und 0,1% liegt, und ein pH-Wert 10, wenn der Zusatz 0,3% beträgt.

Die folgende Tabelle 1 zeigt die erfindungsgemäß verwendbaren Alkalimetall-Zusätze und die damit erzielten Ergebnisse. Dabei bedeuten die Kreuze ganz hervorragende Sinterbarkeit und Schmiedbarkeit während die Striche für gute Sinterbarkeit und Schmiedbarkeit gelten.

Tabelle 1	Salze	Metallpulver Cu-Zn	Cu-Ni-Zn	Fe-Ni
Zusätze Art der Salze	K₂CO₃ Li₂CO₃ BaCO₃ K₂C₂O₄ Li₂C₂O₄ BaC₂O₄ CaC₂O₄	I I + I I + I		11+ I I + I
Karbonate Oxalate

5 Fortsetzung	24 61	Salze	736	6	Fe-Ni
Zusätze Art der Salze	CH₃COONa CH₃COOK CH₃COOLi (CH₃CO₂)₂Ba (CH₃CO₂)₂Ca	Metallpulver Cu-Zn	Cu-Ni-Zn	I I I + I
Acetate	KCl₂ BaCl₂	+ 1 + 11	11 + 11	+
Chloride	NaF CaF₂ BaF₂	—	-	+
Fluoride	Na₂SiF₆ CaSiF₆ BaSiF₆	-	+	-
Siliciumfluoride	KI CaI₂	+	-	—
Iodide	-	—

Der Zusatz an Alkalimetall erfolgt während einer Anlaß- oder Wärmebehandlung, die dazu dient, die Dichte oder Verdichtbarkeit des Metallpulvers zu erhöhen. Man wählt die Temperatur und die Dauer der Wärmebehandlung in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Zusatzes an Alkalimetall. Man kann das Alkalimetall als Pulver oder gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel zusetzen, wobei das Lösungsmittel im letztgenannten Fall nach dem Mischen verdampft wird. Es genügt, daß das Alkalimetall in einer solchen Menge zugesetzt wird, daß es die Oberflächen der metallischen Pulverpartikel bedeckt. Diese Menge ändert sich in Abhängigkeit von der Art und der Partikelgröße des verwendeten Metalls. Bei Messing bevorzugt man einen Wert von 0,1 Gew.-% (Im folgenden gelten sämtliche Zahlenwerte für Messing, das zu 40% aus Zn und zu 60% aus Cu besteht.)

Das Metallpulver, das entsprechend der obigen Beschreibung zusammen mit dem Alkalimetall-Zusatz erhitzt und angelassen worden ist, wird in bekannter Weise mit einem Schmiermittel behandelt und sodann in einer Form von vorbestimmter Gestalt bei Umgebungstemperatur oder höherer Temperatur unter Druck gesetzt Der feuchte Preßkörper kann eine komplexe Form besitzen, wie es für die Pulvermetallurgie charakteristisch ist. Vorzugsweise wählt man jedoch eine Form, die die Begrenzungen bezüglich der Plastizität des Sinterkörpers berücksichtigt, da letzterer als nächstes einem Schmiedevorgang unterworfen wird. Auch wählt man vorzugsweise eine wohl ausgewogene Gestalt für den Körper, um zusätzliche Arbeitsvorgänge, beispielsweise Entgraten, zu vermeiden, wie sie bei gebräuchlichen Verfahren erforderlich sind. Der Preßkörper sollte vorzugsweise auf eine Dichte von mehr als etwa 6,5 g/cm³ gebracht werden.

Der Preßkörper wird sodann erhitzt und, wie es üblich ist, unter reduzierender oder neutraler Atmo-Sphäre gesintert. Hierfür kommt beispielsweise zersetztes Ammoniakgas, Stickstoff oder endothermisches Gas in Frage. Die Temperatur zur Erzielung des Sinterkörpers von vorbestimmter Gestalt beträgt etwa 750 —850° C. Vorzugsweise führt man diesen Sintervorgang derart aus, daß der Sinterkörper ein spezifisches Gewicht von mehr als 7,5 g/cm³ besitzt, um den sich an das Sintern anschließenden Schmiedevorgang zu ermöglichen. Dementsprechend paßt man die Sintertemperatur und die Sinterzeit in geeigneter Weise an die Dichte des Preßkörpers an.

Wie erwähnt, wird der Sinterkörper anschließend geschmiedet oder gewalzt Das Schmieden oder Walzen kann sich unmittelbar an das Sintern anschließen, und zwar unter Aufrechterhaltung der Sintertemperatur. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Sinterkörper abzukühlen und eine bestimmte Zeit lang zu lagern. Beim Schmieden oder Walzen erwärmt man den Sinterkörper in der Regel auf etwa 650-750° C, jedoch kann man diesen Bearbeitungsschritt in einigen Fällen auch warm oder kalt durchführen.

Zum Pressen von Sinterkörpern können diese durch von außen auf sie einwirkende Kräfte in die Schmiedeformen gedrückt werden. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die Sinterkörper von innen nach außen aufzuweiten. Beide Möglichkeiten sind erfindungsgemäß anwendbar. Dabei kommt man mit Schmiededrükken aus, die um 20% unter denjenigen liegen, welche man anwendet, wenn man ein Gußstück schmiedet Bei bestimmten Gestaltungsformen läßt sich die Temperatur des Sinterkörpers verringern. Man kann das Schmieden sogar bei Umgebungstemperatur durchführen.

Ein bemerkenswerter Unterschied gegenüber gebräuchlichen Schmiedeverfahren besteht darin, daß der in die Schmiedeform eingelegte Sinterkörper einige Luftblasen enthält und daß daher in einigen Fällen während des Schmiedens eine Entlüftung erforderlich wird. Diese Entlüftung kann man in verschiedener Weise erzielen. So kann man die Geschwindigkeit des Schmiededruckes anpassen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, den Sinterkörper mit einer Beschichtung aus Graphirpulver od. dgl. als Entlüftungsmittel zu

versehen. Schließlich läßt sich der Druck innerhalb der Form vermindern, während man gleichzeitig den von außen einwirkenden Druck erhöht. Jedes dieser Verfahren kann angewendet werden, um der jeweiligen Gelegenheit gerecht zu werden. -,

Nach der Erfindung ist es möglich. Sinterkörper mit einer eng an die Form des Endproduktes angepaßten Gestalt herzustellen, und zwar zum Walzen und Schmieden, wobei man ein pulvermetallurgisches Verfahren anwendet. Dementsprechend ergeben sich während des Schmiedens keine Grate, und der fertige Körper besitzt die Form des erwünschten Endproduktes. Weiterhin ist es nach der Erfindung möglich, Produkte zu erzielen, die ohne weiteres gewalzt und geschmiedet werden können und Hie eine größere >? physikalische Festigkeit besitzen als gebräuchliche Artikel. Zur Erzielung dieses Effektes wird erfindungsgemäß ein Alkalimetall zugesetzt.

in der vorstehenden Beschreibung wurde die Erfindung als ein Verfahren bezeichnet, das zum Herstellen von schmiedebaren und walzbaren Sinterkörpern dient, und zwar unter Zusatz eines Alkalimetalls bzw. eines Erdalkalimetalls oder einer entsprechenden Zusammensetzung. Im folgenden soll ein weiterer Aspekt der Erfindung hervorgehoben werden, nämlich das Unterdrücken einer Verdampfung oder Sublimation von Metall während des Sintervorganges.

Zink ist ein Metall, das während des Sinterns am stärksten verdampft oder sublimiert. Dementsprechend wird in der folgenden Diskussion des erfindungsgemä-Ben Effektes zur Unterdrückung dieses Vorganges auf ein Ausführungsbeispiel Bezug genommen, bei dem als Sinterpulver ein zinkhaltiges Messing verwendet wird.

Das Sintern von Messing bringt eine Vielzahl technischer Probleme mit sich, von denen die meisten auf den hohen Dampfdruck und die Sublimationsneigung des Zinks zurückzuführen sind. Wird das Sintern dementsprechend mit flüssiger Phase zweier Komponenten durchgeführt, die als Pulvermischung aus Kupfer und Zink vorliegen, so erzielt man einen Gegenstand von geringer Dichte, und es ergibt sich ein hoher Verdampfungsverlust an Zink während des Aufheizens. Es ist also praktisch unmöglich, einen Sinterkörper von hoher Dichte zu erzielen. Weiterhin unterliegt das Pulvergemisch einer erheblichen Wärmedehnung während des Auf heizens.

Aus diesen Gründen hat man Legierungspulver für das Sintern von Messing entwickelt. Da jedoch eine Wärmebehandlung bei der Herstellung dieser Legierungspulver unerläßlich ist, besteht nicht die Möglichkeit, Messingpulver mit einem hohen Zinkanteil zu erzielen. Üblicherweise verwendet man ein neutrales oder schwach reduzierendes Gas für das Sintern. Man kann jedoch Verdampfungsverluste des Zinkanteils nicht verhindern. Die Oberfläche des Sinterkörpers wird rauh durch den Entzinkungseffekt Man kennt zwei Verfahren zum Verhindern dieser Oberflächenrauhigkeit Zum einen handelt es sich um ein Verfahren, bei dem das Sintern in einer Atmosphäre unter einem Druck durchgeführt wird, der höher liegt als der Dampfdruck des Zinks. Zum anderen handelt es sich um ein Verfahren, bei dem das Sintern unter einem gesättigten Zinkdampf stattfindet Das erstgenannte Verfahren ist jedoch deshalb unergiebig, weil es nicht in einem kontinuierlichen Wärmeofen durchgeführt werden kann, sondern vielmehr chargenweise erfolgen muß. Das letztgenannte Verfahren ist unwirtschaftlich, weil der Ofen von dem Zinkdampf beschädigt werden kann.

Diese Faktoren waren der Hinderungsgrund dafür, warum man die Pulvermetallurgie nicht auf das Sintern von Messing u. dgl. angewendet hat.

Die Erfindung schafft ein Sinterverfahren, bei dem die Verdampfungsverluste an Zink auf ein Minimum reduziert werden, ohne daß eine spezielle Atmosphäre erforderlich wäre. Erfindungsgemäß werden ferner neue pulvermetallurgische Techniken zur Verwendung von Messinglegierungen (4% Zn —60% Cu) geschaffen, die eine hohe mechanische Festigkeit und einen hohen Korrosionswidersland besitzen. Auch richtet sich die Erfindung auf Pulver aus Messinglegierungen, die zum Sintern derartiger Legierungen verwendbar sind.

Das erfindungsgemäß verwendete Messingpulver, das mehr als 35% Zink enthält, läßt sich nicht durch Zerkleinern eines Sinterkörpers erzielen, bei dessen Herstellung Kupfer- und Zinkpulver gemischt und gesintert werden. Derartige Verfahren erfordern nämlich eine Sinterstufe, bei der sehr viel Zink durch Sublimation verlorengeht. Dementsprechend sind diese Verfahren unwirtschaftlich und eignen sich nicht zur Herstellung von Messing mit der gewünschten Zusammensetzung. Man verwendet aus diesem Grunde ein Verfahren, bei dem Messing mit einem vorbestimmten Anteil an Zink gegossen wird, woraufhin man das Gußstück zerkleinert und mechanisch pulverisiert. Hierzu wird das Messing anfänglich granuliert, und zwar auf eine Partikelgröße von etwa 1,7 mm. Diese Messingpartikel werden sodann auf mechanischem Wege weiter pulverisiert. Während der ersten Pulverisierungsstufe ändert das Messing seine Härte aufgrund der Kaltverfestigung. Es verliert seine Kaltverformbarkeit und gelangt in einen Zustand, in dem es sich leicht pulverisieren läßt. Man kann sämtliche bekannten Mahlwerke verwenden, wie etwa Kugelmühlen, Stabmühlen, schnellaufende Hammerwerke, ferner Zerstäuber u. dgl. Im trockenen oder im nassen Verfahren erzielt man den gewünschten Feinheitsgrad von weniger als 149 μιη.

Da bei dieser Pulverisierung keine Erwärmung stattfindet, tritt kein Verdampfungsverlust an Zink auf. Man erhält also ein Pulver, dessen ursprüngliche Zusammensetzung nicht verändert ist. Das erhaltene Pulver wird anschließend erwärmt, um Bearbeitungsspannungen zu eliminieren.

Erfindungsgemäß wird ein Zusatz an Alkalimetall dem Pulver zugegeben, woraufhin man das Pulver auf eine Temperatur erhitzt, die höher liegt als diejenige Temperatur, bei der sich der Zusatz an Alkalimetall zersetzt Auf diese Weise verschwinden nicht nur die Bearbeitungsspannungen, sondern das Messingpulver wird außerdem einer Behandlung mit Alkalimetall unterworfen, um schließlich das erwünschte Messingpulver mit hohem Zinkgehalt zu ergeben.

Im Falle eines Messings (20% Zn oder 30% Zn), wie man es üblicherweise zum Sintern verwendet hat, kann man die Pulverherstellung entweder durch Versprühen einer Schmelze oder mechanisches Pulverisieren eines Sinterkörpers durchführen. Behandelt man das Pulver vor dem Pressen und Sintern mit einem Alkalimetall oder einer entsprechenden Mischung, so läßt sich der Sinterungsvorgang mit geringen Verlusten an Zink durchführen.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten Pulvers durch Schmelzen und Vergießen einer Mischung von Materialien können die Materialien für jeden Sintervorgang in einem vorbestimmten Vernältnis gemischt sein. Es besteht jedoch auch die

ίο

Möglichkeit, Messingstangen zu verwenden, wie sie auf dem Markt erhältlich sind.

Die Alkali-Verbindungen die erfindungsgemäß verwendet werden, sollten sich bei einer Erwärmung zersetzen und verdampfen und sollten beim Verdampfen inerte Gase bilden, die das Messing nicht korrodieren, beispielsweise SO2 oder NO2.

Zwar ist die Wirkung der Alkali-Verbindung im einzelnen nicht bekannt. Jedoch wird davon ausgegangen, daß eine geringe Menge an Alkalimetall bei der Erwärmung diffundiert und sich auf der Oberfläche des Metallpulvers ablagert. Bei der Sintertemperatur verhindert dieses Alkalimetall aufgrund seiner reduzierenden Eigenschaften eine Oxydation des Pulvers und bildet eine azeotrope Mischung mit dem Zink. Letztere verhindert bei Sintertemperatur Verdampfungsverluste des Zinks und beschleunigt auf diese Weise den Sintervorgang.

Die Wärmebehandlung erfolgt vorzugsweise durch Erhitzung der Mischung auf eine Temperatur, die höher liegt als diejenige Temperatur, bei der sich die Alkali-Verbindung zersetzt, und zwar so lange, bis das Zersetzungsgas aufhört zu entweichen. In der Regel sollte die Wärmebehandlung bei einer Temperatur von etwa 550 bis 650° C durchgeführt werden.

Da die Behandlung der Alkali-Verbindung bei etwa 550 —650⁰C stattfindet, unterliegt der Preßkörper aus Messingpulver erfindungsgemäß keiner Ausdehnung mit entsprechender Änderung des Zuslandes des Zinks, wie es bei einer Erwärmung auf 400 — 500°C der Fall ist. Die Einschnürungen, die sich bei der Verfestigung ergeben, werden also stabil und nehmen eine Form an, die in schnelles Fortschreiten des Sinterns gestaltet. Da dieses Pulver weiterhin bei Zugabe eines Schmiermittels gute Fließ- und Kompressionseigenschaften sowie hervorragende Freigabe- oder Trenneigenschaften besitzt, kann es ohne weiteres von einer automatischen Presse verfestigt werden, wie man sie üblicherweise in der Pulvermetallurgie verwendet.

Die nach der Erfindung erzielten Produkte zeichnen sich also durch geringe Herstellungskosten gegenüber den bisher gebräuchlichen Produkten aus. Weiterhin besitzen sie hervorragende Qualitäten und Eigenschaften, wie es sich aus den folgenden, bevorzugten Ausführungsbeispielen ergibt.

Beispiel 1

Es wurden Sinterkörper nach der Erfindung und solche nach einem gebräuchlichen Verfahren vorbereitet und hergestellt, wobei man verschiedene Arten von Metallpulvern verwendete. Dabei wurde die Dichte jeweils der Preßkörper, der Sinterkörper und der

in Sinterkörper nach dem Aufbringen von Druck gemessen.

Bei der Herstellung jedes der Preßkörper wurden 10 g Pulver in eine Form von 10 mm Durchmesser unter einem Druck von 5 χ 10³ kg/cm² eingegeben. Die sich ergebenden Preßkörper wurden im Stickstoffstrom für 30 Minuten auf eine Temperatur erwärmt, die an die enthaltenen Metalle angepaßt war. Sodann wurde jeder dieser Sinterkörper in eine Form gleichen Durchmessers eingebracht und bei Raumtemperatur einem Druck von 7 χ 10³ kg/cm² unterworfen. Anschließend hat man die Dichte der Endprodukte gemessen. Die Ergebnisse sind aus der Tabelle 2 zu entnehmen. Jeder der Zahlenwerte stellt den Mittelwert der Messungen von 10 Probestücken des jeweils getesteten Materials dar.

Wie es aus den Ergebnissen der Tabelle 2 hervorgeht, fällt bei Verwendung einer Legierung aus mindestens zwei Arten von Metallen der Effekt des Zusatzes an Alkalimetall ins Auge.

Tabelle 2 zeigt die Verwendung eines Messings mit

J» einem Gehalt von 40% Zn als repräsentatives Beispiel. Bei Sinterkörpern, die in der Praxis nach konventionellen Verfahren hergestellt werden, beträgt der Gehalt an Zn max. 30%. Enthalten derartige Sinterkörper mehr als 30% Zn, so wird die Sublimation des Zn beim Sintern zu groß. Man erhält also keine praktisch verwendbare gesinterte Legierung, oder aber man kann den Sintervorgang nicht durchführen. Dementsprechend sind die Effekte hervorzuheben, die sich bei der Anwendung der Erfindung auf Messing mit mehr als 30% Zn ergeben.

Der Stern in der folgenden Tabelle 2 bedeutet, daß kein erneuter Preßvorgang durchgeführt wurde, weil die Festigkeit des Sinterkörpers zu gering war.

Tabelle 2	Pulver zusammen setzung	Ver fahren	Partikel- gröBe	Zumisch- behandlung	Sinter temperatur und Zeit	Dichte Preß körper	g/cm³ Sinter körper	Erneutes Pressen 7X10³
Laufende Nr.			(μπι)					kp/cm²
	Cu 100 %	Zer stäuben	-149	CaC₂C₄	900C 30 Min.	7,72	7,43	8,75
1				keine	900⁰C 30 Min.	7,71	7,25	8,60
	Cu 70%- Zn 30%	Zer stäuben	-149	K2C2C4	800⁰C 30 Min.	7,30	7,92	8,30
2				keine	800°C 30 Min.	7,30	7,25	8,05
	Cu 58,5 %- Zn 40%- Pb 1,5 %	Pulveri sieren	-297	BaCO₃ keine	800°C 30 Min. 800⁰C 30 Min.	7,50 7,50	8,05 7,00	8,28 *
3

12

Forlsetzung	zusammen	Ver	Partikel	Zumisch-	Sinter-	Dichte	g/cm³	Erneutes Pressen
Laufende Pulver-	setzung	fahren	größe	behandlung	lemperatur	Preß	Sinter	7 x 10³
Nr.					und Zeil	körper	körper	kp/cnr
	Ni 100%		(μηι)					8,10
		Carbo-	-44	K₂C₂O₄	1000 C	6,75	7,60
4		nyl-Ver-			30 Min.			8,20
		fahren		keine	1000 C	6,75	7,50
	Cu 64 %-				30 Min.			8,40
	Zn 16,5%-	Zer	-149	Li₂CO.,	900 C	7,25	7,85
5	Ni 18%-	stäuben			30 Min.			8,25
	Pb 1,5%			keine	900 C	7,25	7,60
					30 Min.
				Bei s ρ	iel 2

Sinterkörper nach der Erfindung und solche nach einem gebräuchlichen Verfahren wurden unter Verwendung verschiedener Arten von Metallpulvern vorbereitet und hergestellt. Diese Sinterkörper wurden heiß geschmiedet, und zwar bei Temperaturen und Drückt n, die an die jeweiligen Arten der Metalle angepaßt waren. Das Schmieden erfolgte derart, daß scheibenförmige Schmiedestücke entstanden, die einen Außendurchmes-

ser von 45 mm besaßen und 10 mm dick waren.

Man maß die Dichte und Zugfestigkeit dieser Schmiedestücke. Die Ergebnisse dieser Messungen sind in der Tabelle 3 wiedergegeben. Jede Zahlenangabe stellt einen Mittelwert aus 10 Probestücken dar.

Ein (—) in der Tabelle 3 bedeutet, daß kein Schmiedevorgang durchgeführt werden konnte.

Tabelle 3

Laufende	Pulver	Verfahren	Zumisch-	Dichte des	Schmieden	Schmiede	Dichte	Zugfestigkeil
Nr.	zusammen		behandlung	Sinter		druck
	setzung			körpers	Schmiede	l/cm-	g/cm'	Kp/mnr
					temperatur
				g/cm'

Cu 100%

Cu 70%-Zn 30%

Cu 58,5%-
Zn 40%-PbI. 5%

Ni 100%

Cu 64%-
Zn 16,5%-Ni 18%-
PbL 5%

Zerstäuben
Zerstäuben

Pulverisieren

Carbonylverfahren
Zerstäuben

CaC₂O₄ keine

K₂C₂O₄ keine

BaCO₁ keine

K₂C₂O₄ keine

LbCO₃ keine

C
C

C
C
680⁰C
680⁰C

3,5 3,5

4,0 4,0

3,5 3,5

5,0 5,0

8,89

8,70

8.50

8.37

25 21

38

45

S.to	62
8.70	40
8,65	25
8,60

Beispiel 3 Schneidspäne von spanendem Messing (DIN 1787 u. 0,1% an anhydrischem Kaliumkarbonat zugegeben.

17672) wurden entfettet, magnetisch gereinigt, um _b5 Nach Glühen im Stickstoff strom bei 550-600⁰C ergab

Eisenverunreinigungen zu entfernen, sodann pulveri- sich ein Pulver mit den in der folgenden Tabelle 4

siert und durch ein Sieb von 297 μΐη Maschenweite aufgetragenen Eigenschaften, hindurchgegeben. Dem verbleibenden Pulver wurden

Tabelle 4

Eiger;c haften

Chemische
Zusammensetzung

Verteilung der
Partikelgröße

Schüttgewicht
Fließfähigkeit

Cu 58%, Pb 1,5%, Fe 0,3%

Sn 0,2%, Zn Rest

297-149 am 40%

149-99 μΐη 20%

99-74 ,am 10%

74-58 am 10%

Größer als 58 am 20%

3,6 g/cm³
29sec/50gr

Zu dem vorstehend beschriebenen Pulver wurden 0,2% an Zinkstearat zugesetzt. Darauf folgte eine Schmiermittelbehandlung in einem Mischer und anschließend der Formvorgang in einer Presse. Man erhielt einen Preßkörper Γ mit einer Dichte 7,5 g/cm³ und einer Form entsprechend Fig. 1.

Dieser Preßkörper wurde anschließend gesintert, und zwar in einer Atmosphäre aus zersetztem Ammoniakgas (764 mm Hg, Strömungsmenge 2 1/min). Nach 30 Minuten bei 800⁰C erhielt man einen Sinterkörper. Dieser Körper, dessen Temperatur auf 650°C gehalten wurde, kam anschließend in eine Schmiedeform und wurde unter einem Druck von 4 χ 10³ kg/cm² geschmiedet, um das Ausgangswerkstück für die Herstellung eines Gehäuses für ein Kugelventil zu erhalten.

Anschließend wurde die Oberfläche des Schmiedestückes durch Sandstrahlen oder Beizen gereinigt. Daran schloS sich eine maschinelle Bearbeitung an, beispielsweise das Schneiden eines Gewindes, und man erhielt das Ventilgehäuse 1 mit der in Fig. 2 dargestellten Form. Die folgende Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse von praktischen Versuchen, die mit diesem Ventilgehäuse durchgeführt wurden. Jede Zahlenangabe der Tabelle bildet den Mittelwert von mit 5 Teststücken durchgeführten Versuchen.

Tabelle 5

Versuch

Versuchsbedingungen Ergebnisse

Leckverlustversuch¹)

Luftdruck 2 kp/cm² kein Verlust

Luftdruck 20 kp/cm² kein Verlust

Luftdruck 50 kp/cm² kein Verlust

Druckversuch') Wasserdruck kein Leck-

100 kp/cm² verlust

Wasserdruck kein Leck-

200 kp/cm² verlust

Bemerkung zu '):

In das jeweilige Testventil wurde Luft mit den angegebenen Drücken eingeführt, wobei man diesen Zustand für eine Minute aufrechterhielt. Sodann wurde der Leckverlust an der Oberfläche des Probestückes überprüft.

Bemerkung zu ²):

Eine Hache Schraubkappe mit der Form eines regelmäßigen Sechseckes (32 mm Seitenlange, Rohr-Innengewinde 3/4", Dicke der Stirnwand 2,60 mm) wurde mit den angegebenen Wasserdrücken beaufschlagt, und zwar eine Minute lang. Die Stirnwand wurde sodann auf Brüche untersucht.

Versuch

Versuchsbedingungen Ergebnisse

Quecksilberversuch

Ammoniakversuch

Dauerversuch

DIN 1787 und 17672

kein Bruch (nach 15 Min.)

kein Bruch

Druck von 20 kp/cm² 90 h während

Druck von 100 kp/cm² keine Abwährend 60 Tagen normalitäten

Die Ergebnisse der Tabelle 5 beweisen, daß das erfindungsgemäß hergestellte Ventil sich in der Praxis als vielfältig verwendbares Hochdruckventil bewährt.

Der Herstellungspreis des erfindungsgemäß hergestellten Ventilgehäuses kann im Vergleich zu demjenigen Preis, der bei der Herstellung des gleichen Teils unter Anwendung konventioneller Verfahren erforderlich wird, um mehr als 30% gesenkt werden, und zwar aufgrund der geringen Materialverluste. Wesentliche Verbesserungen ergeben sich weiterhin im Zusammenhang mit der wirtschaftlichen maschinellen Bearbeitung und Herstellung, woraus eine beträchtliche Kostensenkung resultiert.

Beispiel 4

Unter Verwendung des im Beispiel 3 angegebenen

Pulvers wurde die Ventilkugel 3 nach F i g. 2 hergestellt.

Anfänglich formte man in der im Beispiel 3 angegebenen Weise den dicken zylindrischen Preßkörper 3' gemäß Fig. 1, der sodann gesintert und anschließend geschmiedet wurde, um einen sphärischen Körper zu erhalten, dessen Abmaße eng an die der fertigen Kugel angepaßt waren. Das Schmiedestück wurde anschließend geschliffen, um die Genauigkeit der sphärischen Oberfläche zu erhöhen. Sodann wurde maschinell eine Nut oder Ausnehmung zur Befestigung des Bedienungshandgriffes eingearbeitet. Man erhielt auf diese Weise die Kugel 3 nach F i g. 2.

Diese Kugel wurde in der im Beispiel 3 angegebenen Art und Weise getestet, und es ergab sich aus den Testergebnissen, daß das Endprodukt in hervorragender Weise als Teil eines allgemein verwendbaren Hochdruckventils geeignet ist.

Bisher hat man solche Kugeln dadurch hergestellt, daß man rundes Stangenmaterial geschnitten und geschliffen hat, ohne irgendwelche Verformungsvorgänge durchzuführen. Dies erforderte viele Arbeitsstufen und führte zu erhöhten Kosten. Diese Kosten lassen

5j sich ganz beträchtlich senken, wenn man das erfindungsgemäß hergestellte Rohteil verwendet.

Man kann eine Stirnkappe 2, wie sie in F i g. 2 gezeigt ist, in exakt dergleichen Weise herstellen. Hierbei wird ein zylindrischer Preßkörper 2' mit einer Stufe in der Außenfläche gemäß F i g. 1 gesintert und sodann in eine Form geschmiedet, die dem Endprodukt ähnlich ist. Daran schließt sich das Schneiden des Gewindes auf einer Gewindeschneidmaschine an.

Beispiel 5

Im Rahmen dieses Beispiels wurde ein korrosionsfestes Kugelventil durch mehrfasiges Sintern von mehr als zwei unterschiedlichen Metallarten, wie es für die Pulvermetallurgie charakteristisch ist, hergestellt. b5 Ausgegangen wurde von einem Pulver aus gut spanendem Messing, wie es auch im Beispiel 3 Verwendung gefunden hat. Diesem Pulver wurden 17% an reinem Nickelpulver und sodann 0,1% an Lithium-

oxalat zugesetzt Die Mischung wurde im Stickstoffstrom bei 550 bis 600"C während 30 Minuten geglüht, und man erhielt ein Pulver mit den Eigenschaften entsprechend der Tabelle 6.

Tabelle 6

Eigenschaften

Chemische
Zusammensetzung

Verteilung der
Partikelgröße

Schüttgewicht
Fließfähigkeit

Cu 48,3%, Ni 17,5%

Pb 1,25%, (Sn+ Fe) 0,04%,

Zn Rest

297-149 μΐΏ 0%

149-99 μπι 17%

99-74 μΐη 20%

74-58 μΐη 25%

250 mesh 38%

3,2 g/cm³
45 sec/50 gr

Tabelle 7

In Übereinstimmung mit Beispiel 3 wurde dieses Pulver einer Schmiermittelbehandlung unterworfen. Sodann erfolgte die Herstellung eines Kugelventils, bestehend aus einem Gehäuse, einer Stirnkappe und einer Kugel, und zwar ebenfalls wieder in der gleichen Weise wie in Beispiel 3, abgesehen von den Sinterbedingungen mit 900° C und 30 Minuten.

Der anschließend durchgeführte Dauerversuch, der sehr zufriedenstellende Ergebnisse erbrachte, entspricht wiederum dem in Beispiel 3 beschriebenen Resultat. Weiterhin wurde das Ventil einem 24stündigen Korrosionstest und Salzsprühtest unterworfen, und zwar zu Vergleichszwecken gemeinsam mit Nickelsilber (DIN 1766 u. 17682). Man konnte keinen Unterschied feststellen.

Beispiel 6

Eine Hartchromplp.Uierung (5 μηι Dicke) wurde auf die Kugel des gemäß Beispiel 4 hergestellten Kugelventils aufgebracht. Diese Kugel wurde sodann gemeinsam mit einem in ähnlicher Weise chromplattierten, jedoch nach einem konventionellen Verfahren hergestellten Teil einem Dauertest unterzogen, bei dem Salz und Ammoniak aufgesprüht wurden. Die Ergebnisse zeigten, daß kein Unterschied zwischen dem erfindungsgemäß hergestellten Gegenstand und dem in gebräuchlicher Weise hergestellten Gegenstand vorhanden waren.

Grundsätzlich weisen die meisten der pulvermetallurgischen Produkte feine Poren auf, die die Oberfläche durchdringen. Diese Poren können nicht einmal durch Prägen oder Schmieden vollständig beseitigt werden. Man bringt daher in der Regel Kunstharz in die Oberfläche ein und legt eine Plattierung darüber. Die nach der vorliegenden Erfindung hergestellten Produkte hingegen sind aufgrund ihrer hervorragenden Schmiedbarkeit frei von Lunkern.

Beispiel 7

Schneidspäne von gut spanendem Messing (40% Zn, 60% Cu) mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle 7 wurden entfettet und sodann in einer Kugelmühle Dulvcrisiert.

Elemente

Cu Pb Fe Sn Zn

Zusammensetzung 58,2 1,5 0,92 0,25 Rest

ίο

Diesem Pulver wurde so viel Pulver aus Lithiumkarbonat zugesetzt, daß der Lithiumgehalt des Pulvers etwa 0,1% betrug. Das Pulver wurde bis zur Homogenität gemischt Sodann wurde die Mischung

unter neutraler Atmosphäre auf eine Temperatur von etwa 550-560° C erhitzt, woraufhin sich das Lithiumkarbonat unter Freigabe von Kohlendioxyd zersetzte. Eine geringe Menge an Lithium lagerte sich an den Flächen der Messingpartikel an. Es wird angenommen,

daß dieser Vorgang auf folgende Gründe zurückzuführen ist Obwohl sich Lithiumkarbonat bei 550° C thermisch zersetzt und in Lithiumoxyd sowie Kohlendioxyd aufspaltet, ist anzunehmen, daß das Lithiumoxyd in Anwesenheit von Messing eine bestimmte chemische Veränderung erfährt und in stabiler Weise an das Messing gebunden wird.

Das Messingpulver nach der Erfindung kann in der oben beschriebenen Weise hergestellt werden. Würde das Lithiumkarbonat in Form von Lithiumoxyd zugeführt, so würde das sich ergebende Pulver in hohem Maße hygroskopisch und würde in Anwesenheit von Wasser stark alkalisch reagieren, da Lithiumoxyd diese Eigenschaften besitzt. Im Gegensatz dazu weist das Pulver nach der Erfindung keine hygroskopischen Eigenschaften auf, selbst wenn es für längere Zeit an der Luft gelassen wird. Sogar wenn man das Pulver in Wasser wirft, bleibt die Wasserstoffionenkonzentration im wesentlichen unverändert. Hinzu kommt, daß die Bearbeitungsspannungen, die während des Pulverisierens entstanden sind, vollständig eliminiert worden sind. Die folgende Beschreibung richtet sich auf die Verfestigbarkeit dieses Pulvers in feuchtem Zustand und auf die Eigenschaften des Sinterkörpers.

Das Pulver wurde ausgesiebt und in Gruppen mit zugehörigen Größenbereichen klassiert. Diese wurden sodann in den Verhältnissen entsprechend Tabelle 8 gemischt. Ein Schmiermittel wurde zugesetzt, und das Pulver wurde sodann in einem Konusmischer mit einer Rührgeschwindigkeit von 20 U/min gemischt, und zwar

so mit einem Durchsatz von etwa 10 kp/h. Es entstand ein Pulver mit einer Fließfähigkeit von etwa 30sec/50g. Dieses Pulver wurde anschließend in einer vorbestimmten Form verfestigt.

Tabelle 8

Partikelgröße

(μηι)

Gew.-%

149-99	20
99-74	20
74-58	20
58-44	20
44	20
Schüttgewicht des	3,4 g/cm³
gemischten Pulvers

Fig.3 zeigt das Verhältnis zwischen dem Verfestigungsdruck und der Dichte des erzielten Preßkörpers. Das während der Verfestigung verwendete Schmiermittel ist vorzugsweise ein Metallsalz aus Stearinsäure, ein Wachs- oder Polierpulver od. dgL, und zwar von der Art, wie sie normalerweise in der Pulvermetallurgie verwendet werden, beispielsweise Fe-Pulver oder Cu-Sn-Pulver. Der erzielte Preßkörper hat gute Kantenstabilität und fast keinerlei Tendenz, sich beim Sintern auszudehnen.

Dieser Preßkörper wird erhitzt und in einem Stickstoffstrom (Durchflußmenge etwa 3l'min) bei 800⁰C 40 Minuten lang gesintert Das Schmiermittel tritt im Laufe der Erwärmung bei einer Temperatur von 400—500⁹C aus. Anschließend werden praktisch keine flüchtigen Stoffe gebildet, und die Partikeleinschnürungen wachsen. Bis zum Erreichen einer Temperatur von 500—700⁰C treten im wesentlichen die gleichen Vorgänge auf, die man beim normalen Sintern in der Feststoffphase beobachtet Bei der genannten Temperaturgrenze beginnt die Intra- Feststoffdiffusion an den Korngrenzen. Übersteigt jedoch die Temperatur den Wert von etwa 700⁰C, so wird der Einfluß des zugesetzten Alkalimetalls augenfällig. Das Anwachsen der Einschnürungen wird immer schneller, und die Abstände zwischen den Partikeln schrumpfen und werden fortschreitend geringer, so daß die Dichte ansteigt Das Sintern in der Feststoffphase ist bei etwa 800⁰C beendet Während dieser Verfahrensperiode ergeben sich keine Veränderungen in der Zusammensetzung und fast keine Verdampfungsverluste an Zink. Dies kann vielleicht darauf zurückgeführt werden, daß der Unterschied im osmotischen Druck zwischen den Ionen des zugesetzten Alkalimetalls und dem Zink in der Messingzusammensetzung ein Ansteigen der Sublimationstemperatur des Zinks hervorruft und auf diese Weise die Entzinkung verzögert, die andernfalls durch Verdampfungsverluste hervorgerufen werden könnte.

Die Dimensionsänderung beim Sintern ergibt sich aus F i g. 4, die das Verhältnis zwischen der Dichte und dem Maß der Verdichtung des Preßkörpers darstellt F i g. 5 zeigt den Gewichtsverlust an Zink während des Sinterns, und F i g. 6 stellt die physikalische Festigkeit des Sinterkörpers dar. Das Verhältnis zwischen der Dichte und Porosität des Sinterkörpers ergibt sich aus Fig.7. Wie es aus den Fig.4-7 hervorgeht, kann ein goldfarbener Sinterkörper erzeugt werden, der eine hohe physikalische Festigkeit und Dimensionsgenauigkeit besitzt und der eine schöne glänzende Oberfläche aufweist

Wenn ein Messingpulver (40% Zn, 60% Cu), das nicht in der von der Erfindung vorgeschlagenen Weiie mit Alkalimetall behandelt worden ist, in der oben beschriebenen Weise verfestigt und gesintert wird, so

ίο ergibt sich eine Expansion bei etwa 550⁰C, deren Wert in Durchmesserrichtung etwa 2-4% und hinsichtlich der Gesamtlänge 5-8% beträgt Selbst wenn die Temperatur 700° C übersteigt ergibt sich keine Verdichtung des Sinterkörpers unter Anwachsen der Einschnürangen, und Zink geht durch Verdampfung verloren. Auch kommt es bei 800⁰C nicht zu einem Schrumpfen des Sinterkörpers. Dieser ist von geringer mechanischer Festigkeit und besitzt eine Zugfestigkeit von weniger als lOkp/cm². Der Zinkverlust durch Verdampfen übersteigt 8%.

Zwar wurde die Erfindung im Zusammenhang mit einem Pulver beschrieben, das aus einer Kupferlegierung mit hohem Zinkgehalt (35-45%) besteht, jedoch sei darauf hingewiesen, daß man das Sinterpulver auch aus normalem Messing gewinnen kann. Selbst wenn man gebräuchliches Messing (20 oder 30% Zn) verwendet, beträgt der Verdampfungsverlust von Zink lediglich 3 - 5%. Die Dichte des Sinterkörpers liegt dann max. bei etwa 7,0 g/cm³.

Die Eigenschaften des aus Messing Sinterkörpers nach der Erfindung ergeben sich aus den F i g. 3 bis 7. Es sei darauf hingewiesen, daß das Verfahren nach der Erfindung eine Möglichkeit zum Bearbeiten von Messing bietet, die wirtschaftlicher ist als die gebräuchlichen Verfahren, bei denen geschmiedet und anschließend maschinell bearbeitet wird. Die Sinterkörper nach der Erfindung können durch Warmschmieden im höchsten Maße verdichtet werden, um druckdichte Teile zu bilden. Erfindungsgemäß kann nicht nur Alkalimetall zum Grundpulver zugefügt werden, sondern auch andere Metalle, wie beispielsweise Fe oder Ni, und zwar in entsprechender Menge, um ein Reibmaterial zu bilden. Die Erfindung schafft also nicht nur Pulver zum Herstellen von Teilen aus Messing mit hohem Zinkanteil, sondern auch billige Pulver für die Pulvermetallurgie.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Pulver aus mindestens einem Metall oder einer Legierung eines Metalls mit einer Ordnungszahl von 26 bis 30 für Sinterzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß die Palverteilchen eine Beschichtung tragen, die ein Metall aus der Gruppe der Alkalimetalle oder Erdalkalimetalle enthält

2. Sinterkörper aus dem Pulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß höchstens 1%, vorzugsweise 0,1% des Pulvers aus mindestens einem Metall der Gruppe der Alkalimetalle und Erdalkalimetalle besteht.

3. Sinterkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix aus mindestens zwei Metallen mit einer Ordnungszahl von 26 bis 30 eine Legierung aus Kupfer mit mindestens 35% Zink ist

4. Verfahren zum Herstellen eines Sinterkörpers nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung eines Metalls der Gruppe der Alkalimetalle und Erdalkalimetalle mit dem Matrixpulver gemischt und die Mischung bei einer Temperatur geglüht wird, die höher als die Zersetzungstemperatur der Verbindung ist, und daß die Mischung anschließend verdichtet und gesintert und gegebenenfalls nachverdichtet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß als Verbindung eine solche aus der Gruppe der Karbonate, Oxalate, Acetate, Halide und Siliciumfluoride der Alkali- und Erdalkalimetalle ausgewählt wird.

6. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 4 oder 5 auf ein Pulver einer Teilchengröße von weniger als 300 μηι.

7. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 4 bis S auf ein Matrixpulver aus einem Metall, welches ohne Beschichtung bei der angewendeten Sintertemperatur sublimiert

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