DE748494C

DE748494C - Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern aus pulverfoermigem Aluminium oder Aluminiumlegierungen

Info

Publication number: DE748494C
Application number: DEP83599D
Authority: DE
Inventors: Dr Walther Dawihl
Priority date: 1942-01-09
Filing date: 1942-01-09
Publication date: 1944-11-04

Description

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus pulverförmigem Aluminium oder Aluminiumlegierungen Die Herstellung von mechanisch festen Sinterkörpern aus gepreßtem Alüminiumpul--ver stößt auf erhebliche technische Schwierigkeiten. Bei der Verpressung des Aluminiumpulvers bilden sich schichtenärtige Lagerungen der Einzelkörper aus, die auch durch eine sich über viele Stunden ausdehnende Dauer des Sinterns bei erhöhter Temperatur nicht in genügendem Umfange aufgehoben werden können. Hinzu kommt, daß die die Kornoberfläche bedeckenden Oxydschichten nur sehr schwer reduziert werden können und so eine Verschweißung der Einzelkörner unter Aufliebung dei K"orngrenzen sehr stark erschwert ist. Da der Schmelzpunkt des: Aluminiums ;elir niedrig, nämlich 659° C, ist, kommt als obre Grenze für die anzuwendende Sinterte niperatur höchstens etwa 6oo° C oder wenig darüber in Betracht. Es scheint nun, als ob diese Temperatur ihrem absoluten Betrage nach so niedrig ist, daß bei Anwendung dieser Temperatur eine nennenswerte Schwindung des zu sinternden Metallpulvers nicht eintritt. Aus diesen Gründen ließen sich bisher durch Pressen und anschließendes Sintern keine genügend festen oder genügend dichten Formkörper aus Aluminiumpulver erhalten. -Desgleichen auch nicht, wenn man den fertiggestellten Sinterkörper, wie dies an sich bei Sinterkörpern -aus anderen Metallen bekannt ist, noch nachträglich einer schmiedeartigen Bearbeitung unterwirft.
Mechanisch feste und je nach den Erfordernissen auch feinporöse bis dichte Sinterkörper aus Aluminiumpulver werden jedoch durch Pressen, nachfolgendes Sintern und darauf noch Schmieden erhalten, wenn erfindungsgemäß das Ausgangspulver bei Temperaturen von ioo bis etwa 6oo° C zu Stäben oder Formkörpern verpreßt wird. Das nachfolgende Sintern ist bei Temperaturen von 300 bis etwa 6oo° C und schließlich die zum Verdichten des Sinterkörpers dienende schmiedeartige Bearbeitung bei gewöhnlicher oder erhöhter Teruperatür vorzunehmen. Die Ertahrungen. haben gezeigt, daß durch das Pressen bei erhöhter Temperatur eine solche Bewegung der Einzelkörner erzielt wird, daß die störenden Oxydhä ute an der Oberfläche der Körner zerrissen werden und eine unmittelbare metallische Berührung der Körner eintritt. Die anschließende Sinterung bei Temperaturen- bis etwa 6oo° C verbessert den Zusammenhalt der Körner so weit, daß nun eine Verdichtung und weitere Festigkeitssteigerung des Sinterkörpers durch Schmieden sicher erfolgen kann. Während bei Metallen mit h#;fier liegendem Schmelzpunkt Sinterung und Schwindung, also Verdichtung, nebeneinander verlaufen, muß beiAluminiuinpulver die Schwindung und damit die Verdichtung durch zusätzliche mechanische Bearbeitung hervorgerufen werden.
Aus einem Aluminiumpulver -der Korn-(),i inm läßt sich z. B. bei einem Preßdruck von 3000 kg@Cm' und einer Preßteniperatur von i5o° ein Stab erhalten, der etwa 25 Voluniprozent Porosität besitzt. Durch zehnstündiges Sintern des Pulverpreßstabes bei 5go° C im Vakuum oder einer indifferenten Schutzgasatmosphäre, etwa-Wasserstoff, wobei zum Schutze gegen Oxydation durch Reste von Wasserdampf eine Einbettung des Pulverpreßstabes in Aluminiumpulver zweckmäßig ist, erhält der Stab eine genügende Festigkeit, um verschmiedet werden zu können. Während seine Voluniporosität nach dein Sintern bei 59o° C noch fast genau so groß war wie nach dem Pressen, gelingt es durch Schmieden hei Raumtemperatur seine Porigkeit bis auf 3 Volumprozent lierabzusetzen.Durch längeres Schmieden bei 3a5° C kann auch dieser Rest an Porosiät noch fast völlig beseitigt werden. Der Schmiedevorgang kann aber auch nach Erreichen einer gewissen 1'orositä t unterbrochen werden, um Sinterkörper mit niedrigerem spezifischem Gewicht zu erhalten. Besonders in diesem Falle ist ein mehrstündiges Erhitzen des geschmiedeten l,Zörpers bei Temperaturen von Zoo bis etwa Foo° C z-,veclsmäßig, um die eingeleitete Verschweißung der Aluminiumkörner noch zu verbessern.
In gleicher Weise lassen sich auch Legierungen des Aluminiums, -z. B. Aluminium-Zink-Legierungen, oder auch Gemische von Aluminium mit zusätzlichen anderen Metallen, wie z. B. Kupfer oder Eisen, verarbei-[en. Dabei kann vor oder nach der Sinterung oder auch vor oder nach der Verschiniedung eine Oberflächenbehandlung durch Karburierung, Silicierung oder Chromierung erfolgen. Auch eine Tränkung der noch in porösem Zustand befindlichen Alumiumkörper mit Lösungen von Salzen oder organischen Stoffen oder eine Zumischung von oxvdischen Stoffen zum Aluminiumpulver kann für manche Anwentlungszwecke günstig sein.
l-:i:findtingsgemäß hergestellte Sinterkörper aus Aluminiumpulver zeichnen sich durch besonders gute Formbarkeit aus: sie können als Dichtungsringe, gegebenenfalls nach Tränkung mit 01, oder auch als Führungsringe vorteilhaft verwendet werden. Bei Verwendungszwecken, bei denen die durch die Poro-. sierung-mögliche Senkung des spezifischen Gewichtes ausgenutzt werden soll, kann eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Sinterkörper dadurch erzielt werden, daß beim Pressen des Pulvers Drähte oder Gewebe aus 1Ietallen mit eingepreßt werden. So können z. li. Netze aus dichtem Aluminium-oder Eisendraht eingepreßt weiden, die zur Aufnahme der Zugkräfte bestimmt- sind und zur Versteifung des porösen und dadurch formbareren Sinterkörpers beitragen. Zur hrzielung höherer Festigkeiten können auch Stahldri@lite im Formkörper eingearbeitet werden.
lach der Erfindung lassen sich leichte, in gewissem Umfange nachgiebige und doch mechanisch widerstandsfähige Formkörper aller Art herstellen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Stäben oder Formkörpern aus pulverförmigem Aluminium, Aluminiumlegierungen oder Gemischen von Aluminium mit anderen 'Metallen oder Oxyden, bei dein das Ausgangspulver gepreßt, darauf gesintert und schließlich durch Schmieden verdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Pressen des Ausgangspulvers bei Temperaturen von ioo bis etwa (oo° C erfolgt. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahrev folgende Druckschriften in hetracht gezogen worden: deutsche Patentschriften N r. :1g7 558, 5-l1 515; französische Patentschrift , , - 801 270.