DEP0034521DA - Verfahren zur Herstellung von aus mehreren Metallen bestehenden Körpern. - Google Patents

Description

In neuerer Zeit erlangt die Herstellung von auf pulvermetallurgischem Wege hergestellten Körpern, und zwar insbesondere die Herstellung von Körpern aus Sintereisen oder Sinterstahl, durch Pressen und Sintern immer größere Bedeutung. Während früher derartige Körper nur aus einer Metallpulverkomponente hergestellt wurden, ist man auch schon dazu übergegangen, Metallpulvergemenge und Metallpulverlegierungen zu pressen und zu sintern. Bei der Verwendung von Metallpulvergemengen konnten nach bisher vorliegenden Erfahrungen beispielsweise Eisen- oder Stahlpulver nur verhältnismäßig geringe Mengen anderer Metallpulver zugegeben werden, bei Verwendung legierter Pulver trat im allgemeinen der Übelstand auf, daß die Erzeugnisse verhältnismäßig spröde waren, keine günstigen Festigkeitseigenschaften aufweisen, und daß die Verwendbarkeit zu wünschen übrig ließ.

Gemäß nicht veröffentlichen Vorschlägen soll auch schon versucht worden sein, aus Metallpulver, wie insbesondere aus Eisen- oder Stahlpulver bestehende Preßlinge mit geschmolzenen anderen Metallen dadurch zu tränken, dass auf die Preßlinge ein Körper aus dem Tränkungsmetall aufgelegt wird, welcher etwa das Porenvolumen des zu tränkenden Sintermetallkörpers entspricht. Im Sinterofen schmilzt dieses Metall und soll dadurch die Poren des zu tränkenden Körpers ausfüllen. Infolge der teilweise sehr großen Feinheit der Poren und Kanäle und infolge der für diese Zwecke nicht ausreichenden Dünnflüssigkeit des Tränkungsmetalles läßt sich mittels dieses Verfahrens jedoch eine gleichmäßige Tränkung des Körpers nicht erzielen, zumal die in den Poren befindliche Luft von dem Tränkungsmetall normalerweise nicht restlos verdrängt werden kann.

Erfindungsgemäss gelingt nun die Erzeugung von aus mehreren Metallen bestehenden Körpern dadurch, daß einer Schmelze eines Metalles oder einer Legierung von niedrigeren Schmelzpunkt ein Metall oder eine Legierung vom höheren Schmelzpunkt in fester, fein verteilter Form zugegeben wird, wobei durch Wahl entsprechender Temperaturen und/oder Mischungszeiten das fein verteilte feste Metall in das aus der Schmelze vergossenen Körpern mehr oder weniger als Gemengebestandteil erhalten bleibt. So kann z. B. gemäß dem neuen Verfahren einer Schmelze aus Kupfer, Zinn, Zink Blei o. dgl. oder einer Schmelze aus Legierungen dieser Metalle fein verteiltes Eisen in fester Form, z. B. als Eisen- oder Stahlpulver, zugegeben werden, wobei dieses angegebene fein verteilte Eisen sich zu seinen Korngrenzen mit der Grundschmelze legieren wird, während das Innere der Körner erhalten bleibt.

Bei Verwendung von fein verteiltem, porigem, festem Metall, wie es normalerweise bei den handelsüblichen Eisen- und Stahlpulver mehr oder weniger vorliegt, kann gemäß dem neuen Verfahren ein Metallgemenge gebildet werden, welches nach dem Vergießen einen Körper bildet, der noch eine Vielzahl feiner oder feinster nicht zusammenhängender Poren aufweist, an diejenigen Poren, die im Innern der Eisen- bzw. Stahlpulverkörner vorhanden waren, in diesen erhalten bleiben können je nach den angewandten Temperaturen und der Beschaffenheit sowohl den eingebrachten Metallpulvern als auch der Beschaffenheit der Schmelze kann das Verfahren jedoch auch so geleitet werden, daß unter stärkerer Aufschmelzung des Metallpulvers etwa in diesem vorhandene Poren mehr oder weniger zum Verschwinden gebracht werden, wobei immer noch das eingelagerte Metallpulver als Gemengebestandteil erhalten bleibt.

Entsprechend den vorliegenden Verhältnissen und entsprechend den Eigenschaften, die die fertigen Körper haben sollen, können geschmolzene Metalle oder geschmolzene Legierungen der verschiedensten Art und Zusammensetzung als Grundstoff Anwendung finden, und es können hier hinein die verschiedensten Metalle oder auch Legierungen in fein verteilter fester, keine Poren enthaltender oder auch Poren enthaltender Form als Gemengebestandteil eingelagert werden, wobei die Anteile der Grundschmelze und das als Gemengebestandteil eingelagerten fein verteilten festen Metalles in beliebigen Grenzen wahlweise einstellbar ist, wobei selbstverständlich ein genügender Anteil an flüssiger Schmelze vorhanden sein muß, um alle festen Teilchen einzuschließen.

Von besonders hoher Bedeutung ist das neue Verfahren für die Herstellung von Gleitlagern, Lager aus Rotguß oder Bronze sind, abgesehen von den Anschaffungsschwierigkeiten des Werkstoffes, verhältnismäßig teure Lager aus Sintereisen haben den Nachteil, daß sie bei hohen Lagerdrucken infolge ihrer Porosität die Erhaltung eines tragenden Ölfilms erschweren, da das Öl durch den hohen Lagerdruck in zu starkem Ausmaß von der Lauffläche hinweg in den porösen Lagerwerkstoff hineingedrückt werden kann. Gerade in diesen Fällen wird nun durch den Erfindungsgegenstand in ganz besonders günstiger Weise Abhilfe geschaffen, indem unter Anwendung des neuen Verfahrens ein z. B. aus Bronze die eingelagerten Eisenpulver bestehendes Lager hergestellt werden kann, welche unter erheblicher Einsparung von Bronze billiger ist als ein Bronzelager und welches dadurch, daß in dem eingelagerten Eisenpulver keine zusammenhängenden Poren bestehen, die Gewähr dafür bietet, daß der tragende Ölfilm erhalten bleibt, bei Verwendung eines in sich porösen Metallpulvers als Gemengebestandteil wird und durch die in den Werkstoff erhalten bleibenden nicht zusammenhängenden Poren, welche durch die Bearbeitung teilweise frei liegen, ferner gewährleistet, daß die Lauffläche des Lagers, soviel Öl aufnehmen kann, daß dadurch der Anlauf erleichtert wird.

Weitere bedeutende Anwendungsgebiete der Erfindung sind die Herstellung von Kolbenringen, elektrischen Schleifkontakten, Zylinderlaufbuchsen sowie von weiteren auf gleitende Reibung beanspruchten Maschinenteilen.

Die bisher aus Metallpulver, wie z. B. Eisen- oder Stahlpulver, durch Pressen und Sintern hergestellten Körper haben infolge der stets unterbrochenen Zusammenhänge zwischen den einzelnen Teilchen hohe Sprödigkeit bei sehr geringer Dehnung und weiterhin verhältnismäßig geringe Zug- und Biegefestigkeiten. Das neue Verfahren gewährleistet die Herstellung von Körpern aus Metallpulvern, welche infolge der Verbindung der einzelnen Teilchen durch das Grundmetall je nach der Wahl und der Eigenschaften des Grundmetalls hohe Festigkeits- und Drehnungswerte besitzen können. Infolgedessen eröffnet das neue Verfahren dem Gebiete der Fertigung von Körpern aus Metallpulvern neue Anwendungsgebiete, da sich Körper mit hohen Qualitäts- eigenschaften herstellen lassen, so lassen sich z. B. bisher manche Metallpulver, wie z. B. hochprozentiges Manganstahl- oder Chromstahlpulver oder sonstige Pulver mit hohen Festigkeiten, praktisch nicht verpressen und sintern. Auch hier bietet das neue Verfahren die Möglichkeit, Körper aus derartigen Metallpulvern, an welche hohe Anforderungen d. h. bezüglich Verschleiß o. dgl. gestellt werden, dadurch herzustellen, daß derartige Metallpulver als Gemengebestandteil in eine flüssige Metallschmelze eingelagert werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von aus mehreren Metallen bestehenden Körpern, dadurch gekennzeichnet, daß einer Schmelze eines Metalles oder einer Legierung von niedrigerem Schmelzpunkt ein Metall oder eine Legierung von höherem Schmelzpunkt fester, fein verteilter Form ausgegangen wird, wobei durch Wahl entsprechender Temperaturen und/oder Mischungszeiten das fein verteilte feste Metall in den aus der Schmelze vergossenen Körpers mehr oder weniger als Gemengebestandteil erhalten bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Schmelze eines Metalles oder einer Legierung von niedrigeren Schmelzpunkt, wie z. B. Kupfer, Zinn, Zink, Blei, Messing, Bronze, Rotguß o.dgl., fein verteiltes Eisen in fester Form z. B. als Eisen- oder Stahlpulver, zugegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung von porigen fein verteilten festen Metall durch Wahl entsprechender Temperaturen und/oder Mischungszeiten ein Metallgemenge gebildet wird, welches nach dem Vergießen eines Körpers bildet, der eine Vielzahl nicht zusammenhängender Poren aufweist.

4. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3 hergestelltes Gleitlager, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Metall oder einer Legierung von niedrigeren Schmelzpunkt bezieht, in welchen als Gemengebestandteil Eisen oder Stahl in fein verteilter, gegebenenfalls Poren enthaltender Form eingelagert ist.