DE974037C

DE974037C - Sintergut fuer Konstruktionsteile und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE974037C
Application number: DEG1603A
Authority: DE
Inventors: Alois Dr-Ing Gabriel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-04-09
Filing date: 1950-04-09
Publication date: 1960-08-25

Description

Sintergut für Konstruktionsteile und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft ein Mischgut, das auf Eisenbasis aufgebaut ist, zur Erzeugung von durch Sintern herzustellenden Konstruktionsteilen, ferner ein Verfahren zur Herstellung solcher Teile, die als Maschinenteile Verwendung finden, bei denen es auf gute Lauf-und Verschleißeigenschaften unter einer dynamisch und thermisch hohen Belastung ankommt.
Man hat bereits vorgeschlagen, Konstruktionsteile, wie Lager aller Art, Bolzen, Büchsen und Ringe, die bei hohen dynamischen und thermischen Beanspruchungen einer gleitenden Reibung unterworfen werden. als Sinterkörper auf Eisenbasis herzustellen. Hierbei unterzog man die Sinterkörper einer Kaltpressung und gegebenenfalls einer weiteren Nachbehandlung durch ein wiederholtes Sintern. Eine bemerkenswerte Steigerung der Festigkeit konnte hierbei nicht erzielt werden. Man hat ferner versucht, die Eigenschaften dadurch zu verbessern, daß die Sinterrohlinge durch Schmieden, Pressen oder Walzen bei Drücken von 3 t/cm2, vorzugsweise 5 bis 6 t/cm2, und einer Temperatur von mindestens 8oo bis etwa Iooo° C nachbehandelt werden. Ferner wurden die Sinterrohlinge einer stufenweisen Kaltverdichtung bis etwa zo t/cm2 unterzogen. Hierbei verwendete man Ausgangsstoffe, die aus einer Mischung von Eisen mit Graphit und Zusätzen einer oder mehrerer anderer Elemente der Schwermetallgruppe, vorzugsweise Blei, bestehen, wobei der Bleizusatz zwischen 2,7 und 5 °/a schwankte. Die aus einer solchen Mischung und nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Konstruktionsteile zeigen noch keine befriedigende Laufeigenschaft, insbesondere bei hoher thermischer und dynamischer Belastung. Die Teile neigen zum Fressen, wodurch ein größerer Maschinenschaden und ein Ausfall der Maschinen entstehen kann. Gleichfalls ist die Notlaufeigenschaft bei kurzzeitigem Trockenlauf noch ungenügend.
Erfindungsgemäß können die Lauf- und Verschleißeigenschaften der genannten Konstruktionsteile dadurch wesentlich verbessert werden, daß ein Mischgut aus Eisen, mindestens I,o bis etwa z,8% Kohlenstoff (Graphit) und gegebenenfalls einem sonstigen Schwermetall, z. B. Kupfer oder Kupferlegierung bis etwa 3,5%, mit einer Beimischung an Blei von höchstens etwa o,I % verwendet wird. Vorteilhaft hält man den Zusatz an Blei in den Grenzen von o,oI bis 0,05 %. Die geringen Beimischungen von Blei gemäß der Erfindung bringen einerseits den Vorteil, daß die Lauf-und Notlaufeigenschaft des Konstruktionsteiles wesentlich verbessert wird. Es tritt kein Fressen oder Schmieren ein wie bei ähnlich aufgebauten Sinterkörpern entsprechender Art mit einem erhöhten Bleizusatz. Gegenüber solchen Konstruktionsteilen für gleitende Reibung, die auf Eisenbasis ohne jeglichen Bleischutz aufgebaut sind, erzielt man andererseits eine erhöhte Verschleißfestigkeit. Es hat sich gezeigt, daß die Biege- und Zerreißfestigkeit bei dem erfindungsgemäß hergestellten Konstruktionsteil etwa 50 % höher liegt.
Die Herstellung der Konstruktionsteile aus dem erfindungsgemäß zu verwendenden Mischgut erfolgt vorteilhaft in der Weise, daß das Preßgut zunächst mit einem Höchstmaß an Verdichtung brikettiert wird. Man kann auch so vorgehen, daß man das Pulvergut nach genügend guter Mischung nur so weit preßt, daß der entstehende Rohling gerade genügend Festigkeit für die Durchführung einer folgenden Erwärmung bei 4oo°C eine Weile lang, z. B. bei einer Dauer von etwa 3o Minuten, besitzt. Das so erwärmte Sintergut wird hierauf gepreßt, wobei ein Höchstmaß von Verdichtung anzustreben ist. Hierauf erfolgt sodann der Sintervorgang bei einer Temperatur von etwa II5o°C ebenfalls eine kleine Weile lang, z. B. etwa 2o Minuten. Danach wird der gesinterte Ring kalt verdichtet, und zwar unter Anwendung eines möglichst hohen Druckes, der vorzugsweise über Io t/cm2 liegen soll. Der so erzielte Rohling kann alsdann durch entsprechende und bekannte Wärmebehandlungen zu einem Werkstoff veredelt werden, der den gewünschten technologischen Eigenschaften entspricht.
Die gemäß der Erfindung aufgebauten und hergestellten Konstruktionsteile sind zur Verwendung an solchen Stellen von Maschinen, Vorrichtungen u. dgl. bestimmt, bei denen zwei Teile gegeneinander hin-und hergehend oder rotierend gleiten, wie es bei Lagern aller Art, Bolzen, Büchsen, Kolben, Kolbenringen und sonstigen Dichtungsringen u. dgl. vorkommt. Die Laufeigenschaft ist ausgezeichnet, insbesondere bei hoher dynamischer und thermischer Beanspruchung der Teile.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Pulvermischung, bestehend aus Eisen, Kohlenstoff (Graphit), Blei und gegebenenfalls mindestens einem weiteren Schwermetall als Sintergut für durch Brikettieren, Sintern und Verdichten herzustellende Konstruktionsteile, die einer gleitenden Reibung ausgesetzt sind, vorzugsweise Lager, Bolzen, Büchsen und Ringe, dadurch gekennzeichnet, daß der Bleigehalt der Mischung höchstens o,I% beträgt. 2.. Pulvermischung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Bleigehalt der Mischung o,oI bis 0,05 % beträgt. 3. Verfahren zur Herstellung von Konstruktionsteilen aus der in Anspruch i oder 2 genannten Pulvermischung, bei dem vorgepreßt, gesintert und nachverdichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßgut mit einem Höchstmaß an Verdichtung brikettiert wird, danach die so gewonnenen Rohlinge bei einer Temperatur von etwa II5o°C eine Weile lang, z. B. etwa 2o Minuten, gesintert werden und danach eine Kaltverdichtung mit hohem Druck, z. B. von mindestens etwa Io t/cm2, durch Maßnahmen wie Pressen, Walzen, Schlagen und/oder Ziehen vorgenommen wird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischgut nur so weit vorgepreßt wird, daß der Rohling genügend Festigkeit für eine Wärmebehandlung von etwa 4oo°C eine Weile lang, z. B. für eine Dauer von 30 Minuten, besitzt, worauf die Pressung auf ein Höchstmaß der Verdichtung erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 7z3 621; R. Kieffer und W. Hotop, »Pulvermetallurgie und Sinterwerlcstoffe«c, 1943, S. 24, 25, 45, 49, 177, 205,2o6 R. Kieffer und W. Hotop, »Sintereisen und Sinterstahhc, 1948, S. 526 bis 529. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 86170o.