DEP0034477DA - Herstellung von gegen chemische Angriffe widerstandsfähige Gegenstände aus Eisen-Silizium-Legierungen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, Gegenstände, die gegen chemische Agenzien, insbesondere gegen Säureangriffe, widerstandsfähig sein sollen, aus Silizium-Eisenguß herzustellen, der im wesentlichen aus Eisen mit etwa 10 - 25% Silizium, besteht. Die Herstellung der Gegenstände erfolgt ausschließlich auf dem Wege des Formgusses, das der Werkstoff unverformbar und nur durch Schleifen bearbeitbar, dagegen mit spanabhebenden Werkzeugen praktisch unbearbeitbar ist. Die Herstellung und Verwendung der Gegenstände aus Silizium-Eisenguß wird auch erschwert durch ihre außerordentlich große Sprödigkeit und Empfindlichkeit gegen Stöße und Gieß- und Wärmespannungen.

Den Gegenstand der Erfindung bilden Gegenstände, die gegen chemische Angriffe widerstandsfähig sein sollen und die aus einer gesinterten korrosionsbeständigen Silizium-Eisen-Legierung bestehen.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß die gesinterten Legierungen der angegebenen Zusammensetzung von den Nachteilen der gegossenen Legierungen weitgehend frei sind. Insbesondere ist eine spanabhebende Bearbeitung der vorgesinterten Gegenstände möglich, außerdem sind die gesinterten Gegenstände den gegossenen hinsichtlich ihrer Zähigkeitseigenschaften erheblich überlegen. Die Silizium-Eisen-Legierungen sind wegen ihrer hohen Sprödigkeit leicht zu zerkleinern und zu pulverisieren. Es sind aber bisher keine siliziumhaltigen Sinterlegierungen bekannt geworden, weil Silizium wegen seiner starken Oxydierbarkeit schwer zu sintern ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, daß es möglich ist, die pulverisierten Silizium-Eisen-Legierungen einwandfrei zu sintern, wenn man für Fernhaltung des Sauerstoffes beim Sintern sorgt. Als zweckmäßige Arbeitsweise hat sich die folgen erwiesen.

Aus pulverisiertem Silizium-Eisenguß werden Formkörper gepreßt und bei einer Temperatur unterhalb ihrer Schmelztemperatur gesintert. Wendet man eine zweimalige Sinterung an, so kann man nach dem Vorsintern, das in der Regel bei niedrigerer Temperatur als das Fertigsintern erfolgt, die Körper spanabhebend bearbeiten. Das Sintern der Formkörper erfolgt in geschlossenen, zweckmäßig in abgedichteten Kästen. Die Formkörper werden in den Kästen mit einer Abdeckmasse umgeben, die Sauerstoff bindet. Zweckmäßig besteht die Abdeckmasse aus einem möglichst wenig backenden, indifferenten Bestandteil, z.B. aus geglühtem Tonerdepulver, mit einem Zusatz von Ferrosiliziumpulver. Das Ferrosilizium bindet den im Sinterkasten vorhandenen Sauerstoff bei der Erhitzung ab, so daß eine sauerstoffarme Atmosphäre entsteht, in der eine die Sinterung verhindernde Oxydation des Metallpulvers nicht eintritt. Außer der Abbindung des Sauerstoffs bewirkt die angegebene Abdeckmasse auch eine Silizierung, die die Korrosionsbeständigkeit der Formkörper günstig beeinflußt. Das Ferrosilizium in der Abdeckmasse kann aber auch ganz oder teilweise durch andere sauerstoffbindende Bestandteile, z.B. Ferromangan, Ferroaluminium, Ferrotitan, Siliziumkarbid u.a. ersetzt werden. Neben oder anstelle von Pulver aus Silizium-Eisenguß kann man auch ein Gemisch von Eisenpulver und Ferrosiliziumpulver als Ausgangsstoff für die Formkörper verwenden. Es ist aber hierzu sehr reines und sehr sauerstoffarmes Eisenpulver, vorzugsweise Carbonyleisenpulver, erforderlich. Beim Sintern muß außerdem eine ausreichende Diffusion der Legierungsbestandteile erfolgen.

Nach dem beschriebenen Verfahren können selbst Gegenstände mit komplizierten Formen blasenfrei und mit großer Maßgenauigkeit hergestellt werden. Die chemische Beständigkeit der gesinterten Gegenstände ist zum Teil infolge der Oberflächensilizierung besser als die der gegossenen Gegenstände gleicher Zusammensetzung.

Die Legierungen können außer Eisen und Silizium, dessen Gehalt zweckmäßig zwischen 10 und 25% liegt, noch weitere Elemente einzeln oder zu mehreren enthalten, ohne daß der Charakter der Legierung sich ändert. Insbesondere können zuge- setzt werden bis zu 20% Nickel, bis 20% Chrom, bis 20% Mangan, bis 10% Kupfer oder bis 6% Molybdän.

Als Gegenstände nach der Erfindung kommen insbesondere Gefäße, Apparate- und Maschinenteile für die chemische Industrie in Frage, ferner auch Filter, die aus den porös gesinterten Legierungen hergestellt werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von gegen chemische Angriffe widerstandsfähigen Gegenständen aus Eisen-Silizium-Legierungen, vorzugsweise mit 10 - 25% Silizium, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Sintern mit der Maßgabe hergestellt werden, daß beim Sintern Sauerstoff von der Legierung ferngehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintern in geschlossenen Behältern erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sinternden Körper in eine Sauerstoff bindende Abdeckmasse eingebettet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckmasse aus einem indifferenten Bestandteil, z.B. Tonerde, und einem sauerstoffbindenden Bestandteil, z.B. Ferrosilizium, Ferromangan, Ferroaluminium, Ferrotitan, Siliziumkarbid, besteht.

5. Gegenstände aus Eisen-Silizium-Legierungen mit 10-25% Silizium, die gegen chemische Angriffe widerstandsfähig sein sollen und nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 - 4 durch Sintern hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisen-Silizium-Legierungen noch bis 20% Nickel, bis 20% Chrom, bis 20% Mangan, bis 10% Kupfer, bis 6% Molybdän, einzeln oder zu mehreren, enthalten.