DE851157C

DE851157C - Process for the production of workpieces by pressing cast iron powder

Info

Publication number: DE851157C
Application number: DED1131D
Authority: DE
Inventors: Helmut Dr-Ing Timmerbeil
Original assignee: EISENWERKE MUELHEIM MEIDERICH
Current assignee: EISENWERKE MUELHEIM MEIDERICH
Priority date: 1944-05-23
Filing date: 1944-05-23
Publication date: 1952-10-02

Description

Verfahren zur Herstellung von Werkstücken durch Verpressen von Gußeisenpulver Es ist bekannt, Werkstücke aus Metallpulver durch Pressen und anschließendes Sintern herzustellen, wobei man als Ausgangswerkstoff die verschiedenartigsten Metallpulver, auch in Mischung miteinander, beispielsweise Hartmetallpulver, Stahlpulver und auch Gußeisenpulver, verwendet hat.Process for the production of workpieces by pressing cast iron powder It is known to produce workpieces from metal powder by pressing and subsequent sintering to produce, using the most varied of metal powders as the starting material, also in a mixture with one another, for example hard metal powder, steel powder and also Cast iron powder.

Infolge der Formgebung der Werkstücke in den zum fressen des ':Metallpulvers dienenden Pressen konnte cnan bisher aus Metallpulver nur Werkstiiclce erzeugen, deren Form der Preßform entspricht, und es ist daher bisher im allgemeinen nur möglich, Werkstücke kleinerer und mittlerer Gestalt und @-erhültni:mäßig einfacher Formgebung aus Metallpulver herzustellen, da beim Pressen verhältnismäßig hohe Drücke (bis 8 t/cm=) erforderlich sind, um die nötige Dichte und Festigkeitseigenschaften der Werkstücke zu gewährleisten, und da Metallpulver kein Fließvermögen besitzt und infolgedessen seitlich der Preßstempel gelegene Formhohlräume nicht oder nicht genügend ausfüllt.As a result of the shape of the workpieces in the to eat the ': metal powder previously used presses could only produce work pieces from metal powder, whose shape corresponds to the compression mold, and it has therefore generally only been possible to date Workpieces of small and medium-sized shapes and sizes: moderately simple shaping made from metal powder, since relatively high pressures during pressing (up to 8 t / cm =) are required to achieve the necessary density and strength properties of the To ensure workpieces, and since metal powder has no fluidity and As a result, mold cavities located laterally of the press ram are insufficient or not sufficient fills out.

Weiterhin ist es bereits bekannt, Werkstücke, welche aus Eisen-Kohlenstoff-Legierungen bestehen, die den Kohlenstoff in Form von Graphit, Zetnentit oder Temperkohle enthalten, durch plastische Verformung, also beispielsweise durch Walzen oder Pressen, im Temperaturgebiet zwischen co5o und ii5o° zu verformen. Die Praxis hat jedoch ergeben, claß die hier genannten Verformttügstennperaturen im allgemeinen, insbesondere wenn die auszuwalzenden Stücke eine im Verhältnis zur Höhe große Breite besitzen, zu hoch liegen und daß bei Anwendung dieses Verfahrens in vielen Fällen starke, gegebenenfalls zu Ausschuß führende Risse auftreten.Furthermore, it is already known to work pieces made of iron-carbon alloys consist of carbon in the form of graphite, zentnentite or tempered carbon, by plastic deformation, for example by rolling or pressing, in the temperature range deform between co5o and ii5o °. However, practice has shown that this is the case Verformttügstennperaturen mentioned in general, in particular if the pieces to be rolled have a large width in relation to their height are high and that when this method is used in many cases strong, possibly cracks leading to rejects occur.

Gemäß der Erfindung sollen nun Werkstücke durch Verpressen von Gußeisenpulver derart erzeugt werden, daß aus Gußeisen mit einem Kohlen-Stoffgehalt von etwa 3,2 bis 4,5% bei entsprechendem Si- und gegebenenfalls Mn-Gehalt sowie mit etwa bis 0,75 bzw. bis 0,45 % Phosphor nach einem der bekannten Verfahren gewonnenes weißes Gußeisenpulver, welches gegebenenfalls nach Entfernung anhaftenden Sauerstoffes (02) unter Beibehaltung eines Kohlenstoffgehaltes @ von mindestens 2 bis 3,2 %, bei einem Phosphorgehalt von bis zu 0,75 bzw. bis zu 0,45 0/0, .bei Temperaturen zwischen etwa Soo und goo° unter entsprechendem Druck (etwa i bis 8 t/cml und mehr) zu Vorwerkstücken gepreßt wird, welche anschließend durch Warmverformung, insbesondere durch Walzen oder gegebenenfalls auch durch Pressen oder Schlagen im Gesenk od. dgl., bei etwa 85o bis 95o°, gegebenenfalls bis iooo°, vorzugsweise bei 875 bis 925°, die Endform der Werkstücke erhalten. Es empfiehlt sich dabei, die Werkstücke derart zu pressen, daß das Verhältnis der Höhe zur Breite der durch Walzen, Pressen od. dgl. warm zu verformenden Vorwerkstücke größer ist als 0,3, wodurch einer etwaigen Rißgefahr in weitgehendem Maße vorgebeugt ist.According to the invention, workpieces are now to be produced by pressing cast iron powder in such a way that cast iron with a carbon content of about 3.2 to 4.5% with a corresponding Si and optionally Mn content and with about up to 0.75 or up to 0.45% phosphorus obtained by one of the known processes white cast iron powder, which optionally after removal of adhering oxygen (02) while maintaining a carbon content @ of at least 2 to 3.2%, with a phosphorus content of up to 0.75 or up to to 0.45 0/0, .at temperatures between about Soo and goo ° under appropriate pressure (about 1 to 8 t / cml and more) is pressed into preliminary workpieces, which then by hot deformation, in particular by rolling or possibly also by pressing or Hit in the die or the like, at about 85o to 95o °, if necessary up to 100o °, preferably at 875 to 925 °, the final shape of the workpieces is obtained. It is advisable to press the workpieces in such a way that the ratio of the height to the width of the preliminary workpieces to be deformed by rolling, pressing or the like is greater than 0.3, which largely prevents any risk of cracking.

Die Erfindung stellt eine neuartige Kombination zweier bekannter Verfahren dar, des sogenannten pulvermetallurgischen Herstellungsverfahrens, jedoch unter Fortfall des Sinterns, und des Warmverformungsverfahrens von Gußeisen, jedoch unter Anwendung niedrigerer Temperaturen als bisher bekannt, und unter Berücksichtigung des Einflusses des Phosphorgehaltes auf die Warmverformung insofern, als bei geringen Kohlenstoffgehalten von nur etwa 2 % der Phosphorgehalt höchstens .bis zu 0,75 % betragen soll, während er bei höheren Kohlenstoffgehalten entsprechend niedriger ist und bei etwa 3,2 % Kohlenstoff 0,45 % nicht überschreiten soll. Der beim pulvermetallurgischen Verfahren als zweiter Arbeitsgang erforderliche Sinterprozeß wird beim neuen Verfahren teils durch das Warmpressen des Pulvers bei der Erzeugung des Vorwerkstückes und teils durch dessen anschließende Warmverformung beim Walzen oder Pressen ersetzt.The invention represents a novel combination of two known methods dar, the so-called powder metallurgical manufacturing process, but below Discontinuation of sintering and the hot forming process of cast iron, but below Use of lower temperatures than previously known, and taking into account the influence of the phosphorus content on the hot forming insofar as with low Carbon content of only about 2% of the phosphorus content at most. Up to 0.75% should be, while it is correspondingly lower at higher carbon contents and should not exceed 0.45% at around 3.2% carbon. The one in powder metallurgy The sintering process required as a second operation is used in the new process partly by the hot pressing of the powder during the production of the pre-workpiece and partly replaced by its subsequent hot deformation during rolling or pressing.

Der Preßvorgang selbst erfolgt zweckmäßigerweise in graphithaltigen Formen oder auch in wassergekühlten, metallischen, z. 13. eisernen Formen. Das Pressen kann im übrigen auch so durchgeführt werden, daß der kalt, gegebenenfalls unter Anwendung eines Bindemittels vorgepreßte Körper nach diesem Vorpressen entsprechend erhitzt und warm nachverdichtet wird.The pressing process itself is expediently carried out using graphite Shapes or in water-cooled, metallic, z. 13. Iron forms. The pressing can also be carried out so that the cold, optionally under Applying a binder pre-pressed body after this pre-pressing accordingly is heated and recompressed warm.

Wesentlich ist in allen Fällen, daß ein weißes Gußeisenpulver als Ausgangswerkstoff Verwendung findet. Die Herstellung dieses Pulvers kann in an sich bekannter Weise aus dem festen oder auch aus dem flüssigen Werkstoff, beispielsweise durch Zerstälubung mittels einer Schleuderscheibe oder eines Druckmittelstrahles erfolgen. Ein Pulver, welches beispielsweise durch Granulation flüssigen Gußeisens mittels Wasser und gegebenenfalls daran anschließender weiterer mechanischer Zerkleinerung hergestellt ist, weist je nach seiner chemischen Zusammensetzung mit steigendem C-Gehalt eine immer geringer werdende Neigung zur Oberflächenoxydation auf, so daß sein O,-Gehalt nur gering sein wird. Falls erforderlich, wird die oberflächige Oxydationsschicht beispielsweise durch Reduktion des Pulvers vor dem Preßvorgang entfernt.It is essential in all cases that a white cast iron powder as Starting material is used. The production of this powder can in itself known way from the solid or from the liquid material, for example by atomization by means of a centrifugal disk or a pressure medium jet take place. A powder which, for example, by granulation of liquid cast iron by means of water and, if necessary, subsequent mechanical comminution is manufactured, points depending on its chemical composition with increasing C content has an ever decreasing tendency to surface oxidation, so that its O, content will only be low. If necessary, the superficial oxidation layer removed, for example, by reducing the powder before the pressing process.

Die gemäß dem neuen Verfahren hergestellten Enderzeugnisse besitzen bei großer Dichte hohe Festigkeitseigenschaften, und es kann ihnen durch einen nachgeschalteten Glühprozeß weiterhin auch eine hohe Dehnung verliehen werden.Possess the final products made according to the new process at high density high strength properties, and it can be connected to them through a downstream Annealing process continues to be given a high elongation.

Als Anwendungsgebiet kommen neben Maschinenteilen aller Art u. a. auch Kolbenringe und Büchsen in Frage.In addition to machine parts of all kinds, there are also also piston rings and bushings in question.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of workpieces by pressing cast iron powder, characterized in that cast iron with about 3.2 to 4.5 0/0 C with a corresponding Si and optionally Mn content and with about 0.75 or up to 0.45% P, white cast iron powder obtained by a known process, if necessary after removing adhering 02 while maintaining a C content of at least 2 to 3.2% and a P content of up to 0.75 or up to 0.450 / 0, at temperatures between about 800 and goo ° under the appropriate pressure (about 1 to 8 t / cm ° and more) is pressed to form pre-workpieces; which then by hot deformation, in particular by rolling or possibly also by pressing or hitting in the die or the like, at about 850 to about 95o °, preferably at 875 to 925 °, obtain the final shape of the workpieces.