DE2504100A1 - Verfahren zur herstellung von formbaren stahlpulvern - Google Patents
Verfahren zur herstellung von formbaren stahlpulvernInfo
- Publication number
- DE2504100A1 DE2504100A1 DE19752504100 DE2504100A DE2504100A1 DE 2504100 A1 DE2504100 A1 DE 2504100A1 DE 19752504100 DE19752504100 DE 19752504100 DE 2504100 A DE2504100 A DE 2504100A DE 2504100 A1 DE2504100 A1 DE 2504100A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- particles
- atomized
- psc
- mesh
- powder
- 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.)
- Ceased
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims description 65
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 20
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 20
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 32
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 12
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 235000013601 eggs Nutrition 0.000 claims 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 3
- 238000009692 water atomization Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000005029 sieve analysis Methods 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- -1 e.g. Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009420 retrofitting Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
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
- C22C33/0235—Starting from compounds, e.g. oxides
-
- 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
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Description
PATENTANWALTS: A. GRÜNECKE«
QQP-1 CWL-MI
H. KINKELDEY
60/Hä 9RfIA inn w.'stockmajr
• fc W V *T I V W DR-MCL AuE ICAlTGCTO
K. SCHUMANN
OFtHEfINAT. CTPt--PHrS
P. H. JAKOB
CXPL-ING
G. BEZOLD
DR REFl. NOT DIPL CHtM. .
MÜNCHEN
E. K. WEIL
Dft RHR OEC INC-
MÜNCHEN 22
LINDAU
U Ι. ί. ώ/ΐ
USS EETGIMEEES ASD COHSULTAIiTS, Inc.
Grant Street
Pittsburgh, Pennsylvania, USA
Verfahren zur Herstellung von formbaren Stahlpulvern
(Zusatz zu Patent ,
Patentanmeldung P 24- 38 84-1.8).
Die Erfindung betrifft ein wirtschaftliches Verfahren zur
Herstellung von durch Wasser zerstäubten formbaren Stahlpulvern mit einer niedrigen scheinbaren Dichte bzw. einem
niedrigen Schüttgewicht; sie betrifft insbesondere ein Verfahren1
zur Herabsetzung der scheinbaren Dichte bzw. des Schüttgewichtes solcher durch Wasser zerstäubter Teilchen.
Zur Herstellung von Metallpulvern werden die verschiedensten Verfahren angewendet. So können beispielsweise Metallpulver
hergestellt werden durch (a) elektrolytische Ablagerung, (b)
509833/0624
Direktreduktion-von Metalloxiden, (c) Reduktion von Metallhalogenide]!
und (d) Zerstäubung mit Hochdruckfluids, z.B. Wasser und Inertgasen. Pur die Herstellung von formbaren
Stahlpulvern in großen Mengen sind die Metalloxidredulrfcion
und die Zerstäubung durch V/asser wesentlich wirtschaftlicher. Unter den suletzt genannten beiden Verfahren v/eisen die
durch Wasserzerstäubung hergestellten Stahlpulver im all- ■
gemeinen einen niedrigeren Gehalt an Verunreinigungen auf. Durch Wasser zerstäubte Pulver weisen auch bessere Durchflußeigenschaften
(Fließraten) auf, d.h. sie weisen einen besseren Druckbeschicloingswirkungsgrad auf und erlauben
daher die Herstellung von Metallkeramikteilen (pulvermetallurgischen Teilen) mit höheren Produktionsgeschwindigkeiten.
Ein solches Wasserzerstäubungsverfahren ist beispielsweise
in der US-Patentschrift 3 325 277 beschrieben.
Obgleich dieses Verfahren eine Reihe von kommerziellen Vorteilen hat, unterliegt es in Bezug auf den Bereich der mechanischen
Eigenschaften der nach diesem Verfahren hergestellten Pulver gewissen Beschränkungen. So liegen beispielsweise
die scheinbaren Dichten bzw. Schüttgewichte von handelsüblichen, durch Wasser zerstäubten Stahlpulvern im allgemeinen
innerhalb des Bereiches von 2,8 bis 3»2 g/cirr (die
scheinbare Dichte wird bestimmt durch Messung des Gewichts des Pulvers in einem geeichten Becher; da die Dichte durch
die Art der Packung beeinflußt werden kann, hat man diese Messung allgemein standardisiert (ASTM B212-4-8), indem man
das Pulver durch eine 2,$4- cm (1 inch) oberhalb der oberen
Oberfläche eines 25 ccm-Bechers angeordnete Düse mit einem
Durchmesser von 0,254- cm (0,1 inch) und einer Länge von 0,318 cm (0,125 inch) fließen läßt). *·
Wenn aich die Dichte eines Metallkeramikteils nicht kritisch
ist, ist es im allgemeinen doch zweckmäßig, Metallpulver mit
5098 3 3/0624
einer niedrigeren scheinbaren Dichte (Schuttgewicht) zu verwenden, da die Verwendung solcher Pulver wirtschaftlicher
ist. So nimmt beispielsweise für ein Metallkeraaikteil eines
gegebenen Volumens die geforderte Tragfähigkeit ab, wenn
die scheinbare Dichte (das Schüttgeviicht), d.h. das Gewicht pro Volumeneinheit, abnimmt. Außerdem ist für Teile, die
einen bestimmten Teil der Eigenporösität aufweisen müssen (z.B. für selbstschiaierende Achsenlager, Filter u.dgl.) die
niedrige Dichte eine Voraussetzung für diese Anwendungen, Aus den oben angegebenen Gründen wurden bisher Metallpulver mit
niedriger Dichte, d.h. mit Dichten von-weniger als 2,8 g/cnr,
in größerem Umfange verwendet, was zur Folge hatte, daß ein größerer Anteil der kommerziellen Formvorrichtungen auf die
Verwendung solcher Pulver mit niedriger Dichte abgestimmt ist. Obgleich, wie oben angegeben, durch Wasser zerstäubte
Pulver eine Reihe von Vorteilen bieten, sind sie von vielen Herstellern bisher nicht verwendet worden (a) wegen der zur
Umrüstung ihrer Formvorrichtungen für die Verwendung solcher Pulver, die normalerweise höhere scheinbare Dichten (Schüttgewichte)
aufweisen, erforderlichen Kosten.oder (b) wegen ihrer fehlenden Porosität, welche ihre Verwendung für viele Anwendungszwecke
ausschließt.
Die Patentanmeldung P 24- 38 84-1.8 betrifft ein" Verfahren
zur Herstellung von formbaren Stahlpulvern .mit hoher scheinbarer Dichte, das dadurch gekennzeichnet ist,, daß
(a) mit Wasser zerstäubte Stahlteilchen von vorgegebener Größenverteilung erzeugt werden, wobei x-renigstens 80% der
Teilchen eine Größe von weniger als 177/um besitzt und die
Verteilung einen' Pulvergrößenkennwert PSG von 2,0 bis 4,0
besitzt,
(b) die Teilchen bei einer Temperatur von 760 bis 114-90O
wenigstens solange unter Zusammensintern der Teilchen geglüht werden, bis ihre angestrebte Erweichung erreicht und
ihr Sauerstoffgehalt auf weniger als 0,2% verringert ist, und
509833/0624
(c) die geglühten und gesinterten Teilchen in eine mit
einer Drehzahl von 200 bis 5OOO Upm betriebene Scheibenmühle
eingebracht v/erden, welche einen Mahlspalt von 0,25 bis '2,54- mm besitzt, wobei die Lineargeschwindigkeit
.ν der Scheiben ausreichend hoch und der Mahlspalt G ausreichend
eng gewählt sind, um den Sinterkuchen zu formbaren Pulvern mit einer scheinbaren Dichte von mehr als
3,-2 g/cEr zu vermählen, wobei im wesentlichen alle Pulver
eine Größe von weniger als 177/um besitzen.
Das in der vorgenannten Patentanmeldung beschriebene Verfahrensprinzip
läßt sich auch auf die Herstellung von formbaren Stahlpulvern mit niedrigen scheinbaren Dichten anwenden.
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
zur Herstellung von durch Wasser zerstäubten Stahlpulvern mit einer scheinbaren Dichte (einem Schüttgewicht) von weniger
als 2,8 g/cm , vorzugsweise von weniger als 2,6 g/cm ,
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von formbaren Stahlpulvern mit niedrigen scheinbaren Dichten
(Schüttgewichten) nach Patent (Patentanmeldung P 24· 38 84-1.8), das dadurch gekennzeichnet ist,,
daß man
(a) durch Wasser' zerstäubte Stahlteilchen mit einer vorgeschriebenen
Größenverteilung herstellt, wobei mindestens 80% der Teilchen feiner als 0,176 mm (80 mesh) sind und
die Verteilung einen Pulvergrößenkennwert PSC zwischen 1,0 und 2,7 aufweist,
(b)jdie Teilchen bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches
von 760 bis 114-90C (14-00 bis 21000P) für eine Zeitspanne
glüht, die mindestens ausreicht, um (i) das gewünschte
509833/0624
Erweichen derselben zu bewirken und (ii) deren Sauerstoffgehalt auf einen Wert unter etwa 0,2 Gew.-/* zu vermindern,
wobei die Teilchen durch das Glühen zusammengesintert werden, und
(c) die geglühten, gesinterten Teilchen in einer mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 200 und etwa 5000 UpM betriebenen
Scheibenmühle mit einem Mahlspalt von etwa
0,254 mm bis etwa 2,54 mm (0,01 bis 0,10 inches) einführt, wobei die Lineargeschwindigkeit ν der Scheiben
genügend niedrig und der Mahlspalt G genügend groß sind, um den Kuchen zu formbaren Pulvern mit einer scheinbaren
Dichte (einem Schuttgewicht) von weniger als 2,8 g/ci3,
die im wesentlichen alle feiner als 0,176 mm (80 mesh) sind, zu mahlen.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung g^hen aus
der folgenden Beschreibung in "Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor. Diese zeigen: .
Fig. 1 eine graphische Darstellung des Einflusses der Teil-'
chengrößenverteilung, der Scheibengeschwindigkeit und eines Mahlspaltes von 0,397 mm (1/64 inch) auf
die scheinbare Dichte (das Schüttgewicht);
Fig. 2 eine graphische Darstellung des Einflusses der Teilchengrößenverteilung,
der Scheibengeschwindigkeit und eines Mahlspalts von 1,59 mm (1/16 inch) auf die scheinbare Dichte (das Schüttgewicht).
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar auf durch Wasser zerstäubte Stahlpulver Jeden beliebigen Ursprungs. Durch Wasser
zerstäubte Stahlpulver enthalten im allgemeinen Verunrei-
509833/0624
nigungen, in erster Linie in Form von Oxiden, die entfernt
werden müssen, bevor das Pulver einen kommerziellen Wert für die Herstellung von Metallkeramikteilen (pulvermetallurgischen
Teilen) hat. Zur Herstellung von Stahlpulvern mit einer maximalen Kompressibilität ist es auch zweckmäßig,."
daß die fertigen Pulver einen Kohlenstoffgehalt von weniger als etwa 0,10/6, vorzugsweise von weniger als 0,01%, aufweisen.
Im allgemeinen ist es jedoch unzweckmäßig, bei einem ■ derart niedrigen Kohlenstoffgehalt eine Ausgangsstahlschmelze
herzustellen. Deshalb können solche Stähle bis zu 0,8$,
jedoch vorzugsweise weniger als etwa 0,15% Kohlenstoff ent-'
halten und der Kohlenstoffgehalt der zerstäubten Pulver wird anschließend gesenkt durch Glühen in einer entkohlenden-reduzierenden
Atmosphäre. Die Zerstäubung unter Verwendung eines Hochdruck-Wasserstrahls führt zu einer schnellen Abkühlung
der flüssigen Metalltröpfchen während der ersten Stufe des
Zerstäubungsverfahrens. Deshalb müssen selbst dann, wenn in dem Zerstäubungsverfahren ein Stahl mit einem verhältnismäßig
niedrigen Kohlenstoffgehalt verwendet wird (z.B. zur Eliminierung der Entkohlungsstufe) die Pulver noch geglüht werden,
um sowohl eine Erweichung als auch eine Senkung ihres Sauerstoff gehaltes (auf einen Wert unter etwa 0,25%) zu bewirken.
Der Änfangssauerstoffgehalt der durch Wasser zerstäubten Teilchen liegt im allgemeinen weit oberhalb 0,2%, in der
Regel bei etwa 1,0%. Wegen dieses hohen Oberflachensauerstoffgehaltes
und ihrer Konfiguration lagern sich die zerstäubten Teilchen zu einer hohen scheinbaren Dichte, d.h.
zu einer solchen von beträchtlich über 3,2 g/cm , zusammen. Nach der erforderlichen Glühung und der dadurch bewirkten
Verminderung des Säuerstoffgehaltes liegt jedoch die scheinbare
Dichte (das Schüttgewicht) normalerweise innerhalb des Bereiches von 2,8 bis 3,2 g/cnr. Das Glühen wird bei Temperaturen
von 760 bis 1149°C (1400 bis 21000F) in einer redu-
, 509833/0624
zierenden Atmosphäre, beispielsweise in Wasserstoff oder
_ dissoziertem Ammoniak, für einen Zeitraum durchgeführt,
der ausreicht, um die gewünschte Erweichung und Verringerung der Verunreinigungen zu bewirken. Durch diese Glühbehandlung
wird nicht nur das Stahlpulver gereinigt, son-. dern sie bewirkt auch, daß die Teilchen in ϊοηα eines
Sinterkuchens aneinander haften, wodurch es erforderlich ist, den Kuchen \tfieder aufzubrechen, um ihn wieder in die
Pulverkonsistenz zu überführen.
In dem in der US-Patentschrift 3 325 277 beschriebenen Verfahren
liird das erforderliche Aufbrechen in einer Hammermühle
durchgeführt unter Anwendung einer Stoßzertrümmerung, um die Teilchen wieder in ihre ursprüngliche Größe wie im
zerstäubten Zustand zu überführen.
Das erfindungsgemäße Verfahren weicht von diesem Verfahren
insofern ab, als ein echter Mahlvorgang in einer Scheibenmühle durchgeführt wird unter Anwendung eines Schermechanismus
für die Zerkleinerung. Es wurde nun gefunden, daß durch Regulierung dieses Mahlvorganges die scheinbare Enddichte
auf spezifische Anforderungen abgestimmt werden kann, je
nach der Größenverteilung der ursprünglichen zerstäubten Teilchen.
Die Größenverteilung des zerstäubten Pulvers kann durch konventuelle
Siebanalyse ermittelt werden. Diese Siebanälyse
wird angewendet, um den Pulver- bzw. Teilchengrößenkennwert (particle- size characteristic = PSC) des Pulvers zu
bestimmen. Es wurde gefunden, daß übermäßig grobe zerstäubte Teilchen nicht so gemahlen werden können, daß die
gewünschten Ziele der Erfindung erreicht werden. Zur Erzie-' lung der gewünschten Mahlwirkung ist es erforderlich, daß
mindestens 80%, vorzugsweise mehr als 95%? der zerstäubten
509833/0624
Teilchen eine Feinheit von weniger als 0,176 mm (80 IJ.G.mesh)
aufweisen. Obgleich für die Bestimmung des PSC-Wertes eine Reihe von verschiedenen Methoden zur Verfügung stehen, wurde
dieser Wert für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wie folgt bestimmt:
Zuerst wurden der kumulative Gewichtsprozentsatz (Summengewichtsprozentsats)
der auf Standard-Sieben mit einer Sieböffnung von 0,148 mm (100 mesh), 0,105 mm (140 mesh), 0,074 mm
(200 mesh), 0,062 mm (230 mesh) und 0,044 mm (325 mesh) zurückgehaltenen Teilchen sowie die durchgegangene Fraktion
(Pfannenfraktion) bestimmt. Danach wurden die so erhaltenen kumulativen Prozentsätze zusammenaddiert und durch 100 dividiert.
Bei Anwendung dieser Definition gibt eine Erhöhung des PSC-Wertes eine gröbere Teilchengrößenverteilung an,
während ein niedriger PSC-Wert eine feine Teilchengrößenverteilung
angibt. So kann beispielsweise der PSC-Wert des nachfolgend angegebenen Pulvers wie folgt berechnet werden:
Sieböffnung des Standard- Prozentsatz der Kumulativer Prozent-Siebs
in mm (US-Standard- zurückgehalte- satz der zurückgemesh)
neu Teilchen haltenen Teilchen
| 0,148 (100) | 2,4 | 2,4 |
| 0,105 (140) | 5,3- | 7,7 |
| 0,074 (200) | 16,1 | 23,8 |
| 0,062 (230) | 4,9 | 28,7 |
| 0,044 (325) | 12,9 | 41,6 |
| Durchgang | ||
| (Pfannenfraktion) | 58,4 | 100,0 |
k 100,0 ' 204,2
Der PSC-Wert dieses Pulvers beträgt somit 204,2/100 = 2,04.
509833/0624
250A100
In dem erfindungsgeiaäßen Verfahren können durch -Wasser.-zerstäubte
Teilchen mit PSC-Werten von etwa 1,0 bis etwa 2,7 mit Erfolg verwendet v/erden. Da jedoch ein PSC-Wert unterhalb
etwa 1,5 auf ein Pulver hinweist, in dem praktisch
alle Teilchen feiner als 0,062 (250 mesh) sind, ist die
Verwendung solch feiner Verteilungen im allgemeinen unpraktisch wegen der geringen Ausbeute, die bei dem konventionellen
Wasserzerstäubungsverfahren erhalten wird.
Deshalb werden aus wirtschaftlichen Gründen vorzugsweise Pulver mit einem PSC-Wert von mehr als etwa 1,5 verwendet. Andererseits werden vorzugsweise Pulver mit einem
PSC-Wert unterhalb etwa 2,3 verwendet, weil sie die Anwendung von praktischen Mahlcyclen erlauben, insbesondere bei
der Herstellung von Pulvern mit einer scheinbaren Dichte (einem Schüttgewicht) von 2,6 g/cm^ oder weniger.
Wenn einmal der PSC-V/ert bekannt ist und das Pulver geglüht worden ist, kann ein Mahlcyclus durchgeführt werden, um die
Eigenschaften an die spezifischen Anforderungen anzupassen. Zur Durchführung des Mahlens wird eine Scheibenschleif-
bzw. -reibmühle verwendet. Durch das Glühen sintern "die Teilchen zusammen und bilden einen Kuchen. Erforderlichenfalls
wird der dabei erhaltene Sinterkuchen zuerst in Stücke aufgebrochen, die klein genug sind, im allgemeinen weniger
als etwa 2,5^ cm· (1 inch), um in die Scheibenreibmühle eingeführt
zu werden. In einer solchen Mühle erfolgt das Heiben bzw. Schleifen zwischen den Scheiben, die sich im allgemeinen
in einer vertikalen oder in einer horizontalen Ebene drehen. Das Mahlgut tritt in der Fähe des Zentrums der
Scheib© ein , wandert durch die Zentrifugalkraft zu dem am
Hand angeordneten Eeibplattenbereich derselben und wird dann ausgetragen. Zwar werden in bestimmten Scheibenmühlen
509833/06124
mit Nägeln versehene Platten verwendet, solche Platten sind auf die vorliegende Erfindung jedoch nicht anwendbar,. die
auf die Verwendung von konventionellen Reibschleifplatten
beschränkt ist. Bei dem hier verwendeten Ausdruck "Hahlspalt"
(mill gap) handelt es sich um den Abstand zwischen den Reibplatten
(Schleifplatten). Die Scheibenmühle eignet sich besonders gut für die Zwecke der vorliegenden Erfindung, da
gefunden wurde, daß eine solche Mühle imstande ist, einen ■
kontrollierten und vorhersehbaren Schleifgrad zu erzielen,
der im Prinzip eine !Funktion (a) des Kahlspalts (des Reibplattenabstands)
und (b) der Lineargeschwindigkeit eines Punktes auf dem Mittelradius r der Reibplatten ist. In
einer Scheibenmühle bildet der Locus (der geometrische Ort aller Punkte mit gleichem Abstand) der Reibplätten einen
Ring (d.h. zwei konzentrische Kreise), wobei der Abstand von dem Zentrum zu der Reibplatte, d.h. von demZentrum zu
dem inneren Kreis r. beträgt. Der Abstand zwischen dem Zentrum
und dem äußeren Teil der Reibplatte, d.h. zwischen dem Zentrum und dem äußeren Kreis, beträgt rp· Deshalb beträgt
der mittlere Radius r dann r. + rp/2. Da die Lineargeschwindigkeit
ν gleich der Winkelgeschwindigkeit (fJ) mal
dem Radius ist, kann die Lineargeschwindigkeit eines Punktes auf dem mittleren Radius aus den Umdrehungen der Reibplatten
(Schleifplatten) pro Minute leicht ermittelt werden. Wenn beispielsweise die Reibplatten mit einem r von 30,48cm
(12 inches) mit einer Geschwindigkeit von JOOO UpM gedreht
werden, so beträgt die Lineargeschwindigkeit ν
ν = CO . r oder
ν = 3000 . 27Γ . 30,48 (12) = 182 880 (72000)TT cm(inches)/Min.
Durch Anwendung der statistischen Regression und technische Interpretationsanalyse wurde gefunden, daß der Einfluß der
509833/0 624
Torstehend angegebenen Variablen auf die scheinbare Dichte
(das Schüttgewicht) des Endproduktpulvers durch die folgende Gleichung beschrieben wird:
scheinbare Dichte (g/ccm) = 2,16 + 0,30 PSG
- 1,28 . 10"5v + 2,87 - 10"2LG +1,93 . 10~6 . ν . PSC
■+ 4,00 . 10~11v2 - 3,96 . 10~6 . ν . LG
worin bedeuten: PSC den Pulver- oder Teilchengrößenkennwert
des durch Wasser zerstäubten Pulvers vor dem Glühen,
ν die Lineargeschwindigkeit eines Punktes auf dem mittleren
Radius der Reibplatten in 2,54- cm ( inches) pro Minute und
LG den log des in 2,54- cm (inches) angegebenen Mahlspalts.
Unter Anwendung der oben angegebenen Gleichung kann ein Mahlcyclus
so durchgeführt werden, daß die Eigenschaften des Endproduktpulvers auf die spezifischen Anforderungen abgestimmt
werden. Um das Verständnis für die Anwendung der Gleichung zu erleichtern, wurde die Verfahrensgleichung angewendet auf
eine Labor-Scheibenmühle mit einem Scheibendurchmesser von 33»02 cm (13 inches) mit einem r_ von 13*4-9 cm (5*31 inches),
wobei die Diagramme der Fig. 1 und 2 der beiliegenden Zeichnungen erhalten wurden. Zur Erleichterung der Interpretation
(d.h. zur Vermeidung der störenden Zahlen) wurde die Lineargeschwindigkeit ν in UpM dieser Scheibenmühle umgerechnet.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß diese Diagramme hur
auf eine Mühle mit einem r von 13>4-9 cm (5i31 inches) anwendbar
sind. In der technischen Praxis wird im allgemeinen eine Scheibenmühle mit einem größeren S6heibendurchmesser
verwendet. Die Kurven der Fig. 1 und 2 werden dann in Richtung auf niedrigere UpM-Werte verschoben, wenn die Größe der
Mühle ansteigt, da die Lineargeschwindigkeit ν (bei ge-'
gebenem UpM-Wert) entsprechend höher ist. Im allgemeinen
509833/0624
werden solche Mühlen bei Geschwindigkeiten von etwa 200 bis etwa 5000 TJpM betrieben, wobei die Mahlspaltbreite innerhalb
des Bereiches von etwa 0,0254 bis etwa 0,254 cm
(0,01 bis 0,10 inches) liegen. ■
(0,01 bis 0,10 inches) liegen. ■
Nachfolgend wird die Anwendung der Diagramme der j?ig. 1 und
auf Pulver beschrieben, welche die folgenden beispielhaften Siebanalysen aufweisen-:
Pul- +0,148 mm + 0,105 mm + 0,074 mm + 0,062 mm + 0,044 mm
ver (+100mesh)(+140mesh) -$200mesh) (+230 mesh)(+325 mesh)
| A | 2 | ,8 | 4,1 | 9,0. | 2, | 9 | 13 | ,6 |
| B | 4 | ,2 | 8,5 | 17,3 | 6, | 9 | 17 | ,8 |
| Pulver | Pfannenfraktion | PSC-Wert | ||||||
| A | 67,6 | 1,77 | ||||||
| B | 45,3 | 2,38 | ||||||
Wenn nun ein zerstäubtes Pulver A verwendet und die Mühle
bei einem Plattenabstand von 0,397 mm (1/64 inch) betrieben wird (j?ig.1), so ist daraus zu ersehen, daß beispielsweise ' scheinbare Dichten (Schüttgewichte) von 2,75 g/ciir und
2,6 g/cm hergestellt werden können durch Anwendung von
Geschwindigkeiten von etwa 2850 UpM bzw. I75O UpM. Der
Einfluß des vergrößerten Mahlspalts ist aus dem Vergleich
mit der !ig. 2 zu ersehen. Bei Verwendung des gleichen Pulvers A und der gleichen Scheibengeschwindigkeit wie oben nehmen die scheinbaren Dichten der dabei erhaltenen Pulver auf 2,55 g/cnr bzw. weniger als 2,5 g/cnr ab.
bei einem Plattenabstand von 0,397 mm (1/64 inch) betrieben wird (j?ig.1), so ist daraus zu ersehen, daß beispielsweise ' scheinbare Dichten (Schüttgewichte) von 2,75 g/ciir und
2,6 g/cm hergestellt werden können durch Anwendung von
Geschwindigkeiten von etwa 2850 UpM bzw. I75O UpM. Der
Einfluß des vergrößerten Mahlspalts ist aus dem Vergleich
mit der !ig. 2 zu ersehen. Bei Verwendung des gleichen Pulvers A und der gleichen Scheibengeschwindigkeit wie oben nehmen die scheinbaren Dichten der dabei erhaltenen Pulver auf 2,55 g/cnr bzw. weniger als 2,5 g/cnr ab.
i ■ ■
Ein an sich gröberes Pulver B kann nicht so leicht zur Herstellung
eines Formpulvers mit einer geringen scheinbaren ' Dichte verwendet werden. Bei Vervrendung eines solchen gröbe-
609833/0624
ren Pulvers bei einem Mahl spalt von 0,397 mm.'(1/64 inch.)
(Pig. 1) kann jedoch, bei Scheibengeschwindigkeiten unterhalb 1200 TJpM dennoch eine Dichte erhalten v/erden, die etwas
unterhalb 2,8 g/ciir liegt. Ein solches grobes Pulver kann
jedoch mit besserem Erfolg verwendet werden bei gleichzeitiger
Vergrößerung des Mahlspalts auf beispielsweise 1 y-59 nni-'
(1/16 inch), wie in Fig.2 angegeben. Bei dem zuletzt genannten
Mahlspalt kann bei Geschwindigkeiten von etwa 2000 UpM eine Dichte unterhalb 2,75 g/cm^ erzielt werden.
Aus den vorstehend angegebenen erläuterten Beispielen (oder aus der Verfahrensgleichung selbst) ist daher zu ersehen, daß
die scheinbare Dichte (das Schuttgewicht) abnimmt, wenn
a) der PSO-Wert der .zerstäubten Teilchen abnimmt, · ■* .
b) die Scheibengeschwindigkeit der Mühle abnimmt und
c) der Mahlspalt zunimmt.
Es wurde auch gefunden, daß innerhalb des angegebenen Temperaturbereiches
von 760 bis 1149°C (14-00 bis 21000F) die
scheinbare Dichte auch geringfügig vermindert werden kann durch Erhöhung der Glühtemperatur. Deshalb werden in Verfahren,
in denen in erster Linie die Erzielung von niedrigen scheinbaren Dichten (Schuttgewichten) angestrebt wird,
vorzugs\tfeise Glühtempe raturen an dem oberen Ende des oben
angegebenen Bereiches, d.h. Temperaturen von etwa 982 bis etwa 11490G (1800 bis 21000F), angewendet. .
Die Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf spezifische, bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch
für den Fachmann klar, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielerlei Hinsicht abgeändert
und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
509833/0624
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von formbaren Stahlpulvern mit niedrigen scheinbaren Dichten (Schüttgewichten), dadurch
gekennzeichnet, · daß man
a) durch Wasser zerstäubte Stahlteilchen mit einer vorgeschriebenen
Größenverteilung herstellt, wobei mindestens 80/0 der Teilchen feiner als 0,176 mm (80 mesh) sind und
die Verteilung einen Pulvergrößenkennwert (PSG) zwischen
1,0 und 2,7 aufweist,
b) die Teilchen bei einer Temperatur innerhalb des Bereiches
von 760 bis 1149°C (1400 bis 21000F) für eine Zeitspanne
glüht, die mindestens ausreicht, um (i) das gewünschte Erweichen derselben zu bewirken und (ii) deren Sauerstoffgehalt
auf einen Wert unter etwa 0,2 Gew.% zu vermindern, wobei die Teilchen durch das Glühen zusammengesintert
werden, und
c) die geglühten, gesinterten Teilchen in eine mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 200 und etwa 5000 IJpM betriebenen
Scheibenmühle mit einem Mahispalt von etwa 0,254 mm bis etwa 2,54 mm (0,01 bis 0,10 inches) einführt,
wobei die Lineargeschwindigkeit ν der Scheiben genügend niedrig und der Mahlspalt G genügend groß
sind, um den Kuchen zu formbaren Pulvern mit einer scheinbaren Dichte (einem Schüttgewicht) von weniger
als 2,8 g /cm , die im wesentlichen alle feiner als 0,176 mm (80 mesh) sind, zu mahlen.
50983 3/0624
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
.net, daß die Lineargeschwindigkeit ν und der Mahlspalt G-mit
dem PSC-Wert der Teilchen in einer Beziehung stehen, wie
sie der folgenden Gleichung entspricht:
+0,30 PSC -1,28 . 10"5v + 2,87 . 10"2LG + 1,93 . 10~6.v..P8C
i4,00 . 10~11 . v2 -3,96 . 10~5.v.LG <0,64-
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch g e k e η η
zeichnet , daß mindestens 95% eier durch Wasser zerstäubten
Teilchen feiner als 0,176 3nm (80 mesh) sind, wobei
ein größerer Anteil feiner als 0,074- mm (200 mesh) ist.
4·. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3?
,dadurch ge kenn ζ e ichnet, daß der PSC-Wert der
zerstäubten Teilchen zwischen etwa 1,5 und 2,3 liegt und
daß die Geschwindigkeit ν und der Mahlspalt G mit dem PSC-Wert
in einer Beziehung stehen, die der folgenden Gleichung entspricht:
+ 0,30 PSC -1,28 . 10"5V +2,87.10"2LG +1,93-10~5.v.PSC
+ 4,00 . 10 ' Sr . -3,96 . 10 ö.v.LG <0,44 '
unter Bildung eines formbaren Pulvers mit einer scheinbaren Dichte (einem Schutt gewicht) von weniger als etwa 2,6 g/ciir.
5. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens 95% der durch Wasser zerstäubten .
Teilchen kleiner als 0,17.6 mm (80 mesh) sind und ein
größerer Anteil feiner als 0,074- mm (200 mesh) ist.
509833/0824
~16~ 25041
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet ,, daß der Kohlenstoffgehalt
der zerstäubten Teilchen weniger als 0,15% beträgt
und daß die Glühtemperatur oberhalb etwa 9820C
(18000P) liegt.
(18000P) liegt.
509833/0624
' Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/441,609 US3954461A (en) | 1973-08-16 | 1974-02-11 | Process for the production of low apparent density water atomized steel powders |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2504100A1 true DE2504100A1 (de) | 1975-08-14 |
Family
ID=23753564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19752504100 Ceased DE2504100A1 (de) | 1974-02-11 | 1975-01-31 | Verfahren zur herstellung von formbaren stahlpulvern |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5740201B2 (de) |
| AU (1) | AU7751075A (de) |
| BE (1) | BE825187R (de) |
| BR (1) | BR7500785A (de) |
| CA (1) | CA1046386A (de) |
| DE (1) | DE2504100A1 (de) |
| ES (1) | ES434589A2 (de) |
| FR (1) | FR2260406B2 (de) |
| GB (1) | GB1475852A (de) |
| IT (1) | IT1046946B (de) |
| NL (1) | NL7501610A (de) |
| NO (1) | NO143730C (de) |
| SE (1) | SE7501284L (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0191265B1 (de) * | 1984-12-28 | 1989-09-06 | MANNESMANN Aktiengesellschaft | Düngemittelsubstrat mit Eisenpulver |
-
1975
- 1975-01-22 AU AU77510/75A patent/AU7751075A/en not_active Expired
- 1975-01-31 DE DE19752504100 patent/DE2504100A1/de not_active Ceased
- 1975-02-04 IT IT67288/75A patent/IT1046946B/it active
- 1975-02-04 BE BE153065A patent/BE825187R/xx active
- 1975-02-05 SE SE7501284A patent/SE7501284L/xx unknown
- 1975-02-06 JP JP50014944A patent/JPS5740201B2/ja not_active Expired
- 1975-02-07 BR BR785/75A patent/BR7500785A/pt unknown
- 1975-02-10 CA CA219,695A patent/CA1046386A/en not_active Expired
- 1975-02-10 ES ES434589A patent/ES434589A2/es not_active Expired
- 1975-02-10 NO NO750408A patent/NO143730C/no unknown
- 1975-02-11 FR FR7504251A patent/FR2260406B2/fr not_active Expired
- 1975-02-11 GB GB579675A patent/GB1475852A/en not_active Expired
- 1975-02-11 NL NL7501610A patent/NL7501610A/xx not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO750408L (de) | 1975-08-12 |
| NL7501610A (nl) | 1975-08-13 |
| NO143730C (no) | 1981-04-08 |
| BE825187R (fr) | 1975-08-04 |
| NO143730B (no) | 1980-12-29 |
| CA1046386A (en) | 1979-01-16 |
| FR2260406A2 (de) | 1975-09-05 |
| GB1475852A (en) | 1977-06-10 |
| BR7500785A (pt) | 1975-11-25 |
| ES434589A2 (es) | 1977-05-01 |
| SE7501284L (de) | 1975-08-12 |
| JPS5740201B2 (de) | 1982-08-26 |
| IT1046946B (it) | 1980-07-31 |
| FR2260406B2 (de) | 1978-10-27 |
| AU7751075A (en) | 1976-07-22 |
| JPS50115161A (de) | 1975-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69920621T2 (de) | Verfahren zur herstellung von sinterteilen | |
| DE2916084A1 (de) | Aluminiumoxid-schleifkoerner und verfahren zu ihrer herstellung | |
| DE3518855A1 (de) | Abschmelzelektrode zur herstellung von niob-titan legierungen | |
| DE2625214A1 (de) | Verfahren zur herstellung von gesinterten formkoerpern | |
| DE102007031635A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Metalloxidgranulaten | |
| DE2923213A1 (de) | Schneidplatte fuer die spanabhebende bearbeitung | |
| DE1544750A1 (de) | Lager bzw. Lagermaterial | |
| DE69203962T2 (de) | Verfahren zur herstellung eines harten sinterkörpers. | |
| DE2625213A1 (de) | Verfahren zur herstellung von gesinterten formkoerpern | |
| DE2947336A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines produktes aus gesintertem aluminiumoxid | |
| DE4217720C1 (de) | Gesinterte verbundschleifkoerper, verfahren zu ihrer herstellung sowie deren verwendung | |
| DE3622517C2 (de) | ||
| DE2438841A1 (de) | Verfahren zum herstellen von stahlpulvern mit hoher scheinbarer dichte | |
| DE112019001807T5 (de) | Hochporöser, keramisch gebundener CBN-Schleifstein homogenen Aufbaus | |
| DE4006410C2 (de) | Halbzeug aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit Kohlenstoffzusatz | |
| EP0659507A1 (de) | Kobaltmetallpulver sowie daraus hergestellte Verbundsinterkörper | |
| DE2102980C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines dispersionsgehärteten Legierungspulvers | |
| DE3784754T2 (de) | Drahtteil aus zementiertem karbid auf der basis von wolframkarbid. | |
| DE2504100A1 (de) | Verfahren zur herstellung von formbaren stahlpulvern | |
| EP4324580A1 (de) | Refraktärmetallpulver für die additive fertigung und verfahren zu deren herstellung | |
| DE2626268C2 (de) | Verwendung einer Magnetkopf-Legierung | |
| EP0394501B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von alpha-A1203-Sinterkörpern | |
| DE19546238A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von gesinterten Siliciumnitrid | |
| DE2924237A1 (de) | Metallpulver fuer filterzwecke und verfahren zur herstellung desselben | |
| DE767217C (de) | Herstellung von Eisenpulver aus Eisensulfat durch Abroesten und Reduktion |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: B22F 9/04 |
|
| 8131 | Rejection |