EP2376245A1 - Vorprodukt für die herstellung gesinterter metallischer bauteile, ein verfahren zur herstellung des vorprodukts sowie die herstellung der bauteile - Google Patents

Vorprodukt für die herstellung gesinterter metallischer bauteile, ein verfahren zur herstellung des vorprodukts sowie die herstellung der bauteile

Info

Publication number
EP2376245A1
EP2376245A1 EP09763903A EP09763903A EP2376245A1 EP 2376245 A1 EP2376245 A1 EP 2376245A1 EP 09763903 A EP09763903 A EP 09763903A EP 09763903 A EP09763903 A EP 09763903A EP 2376245 A1 EP2376245 A1 EP 2376245A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
powder
precursor
metal
cladding layer
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09763903A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulf Waag
Peter Leute
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HC Starck GmbH
Original Assignee
HC Starck GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HC Starck GmbH filed Critical HC Starck GmbH
Publication of EP2376245A1 publication Critical patent/EP2376245A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B22F1/052Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles characterised by a mixture of particles of different sizes or by the particle size distribution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12181Composite powder [e.g., coated, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991Coated

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vorprodukt für die Herstellung gesinterter metallischer Bauteile, ein Verfahren zur Herstellung des Vorprodukts sowie die Herstellung der Bauteile. Aufgabe der Erfindung ist es, Möglichkeiten anzugeben, um gesinterte metallische Bauteile herstellen zu können, die eine erhöhte physikalisch Dichte und eine reduzierte Schwindung am fertig gesinterten Bauteil ermöglichen. Bei einem erfindungsgemäßen Vorprodukt für die Herstellung gesinterter metallischer Bauteile, ist auf einem Kern, der aus jeweils einem Partikel eines ersten metallischen Pulvers gebildet ist, eine Hüllschicht ausgebildet. Die Hüllschicht ist mit einem zweiten Pulver und einem Binder gebildet. Dabei weist das erste Pulver eine Partikelgröße d90 von mindestens 50 μm und das zweite Pulver eine Partikelgröße d90 kleiner 25 μm auf. Das Vorprodukt ist pulverförmig.

Description

Vorprodukt für die Herstellung gesinterter metalli- scher Bauteile, ein Verfahren zur Herstellung des Vorprodukts sowie die Herstellung der Bauteile
Die Erfindung betrifft ein Vorprodukt für die Herstellung gesinterter metallischer Bauteile, ein Verfahren zur Herstellung des Vorprodukts sowie die Herstellung der Bauteile.
Für die Herstellung gesinterter metallischer Bauteile werden Pulver eingesetzt, diese sind üblicherweise aus dem jeweiligen Metall und in der Regel aus der Metalllegierung gebildet, mit der ein Bauteil hergestellt werden soll. Für die Herstellung der Bauteile kann ein wesentlicher Einfluss durch die Wahl bzw. Vorbehandlung des Ausgangspulvers erreicht werden, die die Eigenschaften des Bauteils bestimmen. So hat die Partikelgröße des eingesetzten Pulvers starken Einfluss auf die erreichbare physikalische Dichte des Bauteilwerkstoffs und der Schwindung beim Sintern.
In der Vergangenheit konnten die Sinteraktivität insbesondere durch ein vorab durchgeführtes Hochenergiemahlen und dadurch auch die Eigenschaften des Bau- teilwerkstoffs verbessert werden.
An die eingesetzten Metallpulver werden auch noch andere Ansprüche gestellt. Für eine Verarbeitung bei der Herstellung von Grünkörpern sind eine gute Fließ- fähigkeit der Pulver, eine erhöhte Gründichte und Grünfestigkeit der Grünkörper vor dem Sintern gewünscht. Werden bei der Formgebung durch Pressen höhere Gründichten der Grünkörper erreicht, reduziert sich das auftretende Schwindmaß am fertig gesinterten Bauteil. Ein sehr kleines Schwindmaß ist aber gewünscht um auch stark konturierte Bauteile herstellen zu können und dabei auch keine Nachbearbeitung vornehmen zu müssen.
Hochlegierte metallische Pulver können wegen der vor- handenen Härte nicht durch einfache pulvermetallurgische Technologien, wie Pressen und Sintern zu gesinterten Bauteilen verarbeitet werden. Durch ein Hochenergiemahlen derartiger Legierungspulver und nachfolgender Agglomeration sind solche Pulver z.B. verpressbar. Jedoch müssen mit der erhöhten Sinteraktivität schlechtere technologische Parameter, wie geringe Fülldichte, schlechtes Fließverhalten und eine hohe Schwindung beim Sintern in Kauf genommen werden, Wegen dieser nachteiligen Eigenschaften ist es nicht möglich, hochdichte Bauteile ohne erhebliche mechanische Nachbearbeitung herzustellen.
Auf herkömmliche Art und Weise hergestellte gesinterte Bauteile erreichen physikalische Dichten, die bei max . 95 % der theoretischen Dichte liegen und eine Schwindung von mindestens 10 % aufweisen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung Möglichkeiten anzugeben, um gesinterte metallische Bauteile herstel- len zu können, die eine erhöhte physikalisch Dichte und eine reduzierte Schwindung am fertig gesinterten Bauteil ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Vorpro- dukt, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Es kann mit einem Verfahren nach Anspruch 7 hergestellt werden. Der Anspruch 11 betrifft die Herstellung von gesinterten metallischen Bauteilen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er- findung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden. Die Erfindung ist auf vorteilhafte Möglichkeiten zur Herstellung gesinterter metallischer Bauteile gerichtet. Dabei wird ein pulverförmiges Vorprodukt einge- setzt, das an Stelle der bisher eingesetzten Metallpulver einer Formgebung und Sinterung unterzogen wird.
Das Vorprodukt besteht aus Kernen, die mit einer Hüllschicht umschlossen sind. Für die Herstellung werden ein erstes und eine zweites Pulver eingesetzt, die sich zumindest in ihrer Partikelgröße unterscheiden. So sind die Partikel des ersten Pulvers, die Kerne bilden, größer und weisen eine Partikelgröße dgo von mindestens 50 μm, bevorzugt mindestens 80 μm auf. Es ist ein Metall oder eine Metalllegierung.
Die Partikel des zweiten Pulvers sind kleiner und weisen eine Partikelgröße dgo kleiner 25 μm, bevor- zugt kleiner 20 μm, auf und ganz besonders bevorzugt sind sie kleiner als 10 μm. In der Hüllschicht ist zusätzlich ein Binder enthalten. Dieser kann bevorzugt organisch sein. Es kann z.B. Polyvenylalkohol (PVA) als Binder eingesetzt werden. Das zweite Pulver kann ein Metall, eine Metalllegierung oder ein Metalloxid sein. Es kann aber auch eine Mischung mit mindestens zwei dieser Komponenten sein. Zusätzlich kann Kohlenstoff in Form von Graphit enthalten sein.
Im einfachsten Fall können die Partikel des ersten und des zweiten Pulvers aus dem gleichen Metall oder der gleichen Metalllegierung gebildet sein. Vorteilhaft ist es jedoch für die beiden Pulver unterschiedliche Metalle, Metalllegierungen oder auch für das zweite Pulver ein Metalloxid einzusetzen. Dadurch besteht die Möglichkeit beim Sintern, das zur Herstel- lung eines fertigen Bauteils durchgeführt wird auch gleichzeitig eine Legierungsbildung oder durch einen Konzentrationsausgleich von Legierungsbestandteilen eine veränderte Legierungszusammensetzung am fertigen Bauteilwerkstoff zu erreichen.
Es ist günstig für die Weiterverarbeitung bei der Herstellung von Grünkörpern und den fertigen Bauteilen, wenn das zweite Pulver duktiler als das erste Pulver ist. Dadurch kann beim Verpressen für die Herstellung von Grünkörpern mit einem Formgebungsverfahren eine höherer Gründichte erreicht werden, was letztendlich auch zu einer höheren physikalischen Dichte des Bauteils nach dem Sintern und zu einer ge- ringeren Schwindung führt. Die Hüllschicht erfüllt dabei eine Funktion, die analog zu der von Presshilfsmitteln zu werten ist.
Bei einem Vorprodukt sollten die einzelnen Partikel des Vorprodukts so hergestellt worden sein, dass die Hüllschicht einen Masseanteil aufweist, der maximal so groß, wie der Masseanteil eines Kernes ist. Der Anteil an Binder in der Hüllschicht kann dabei unberücksichtigt bleiben oder vernachlässigt werden. Der Masseanteil der Kerne sollte bevorzugt aber größer, als der von Hüllschichten sein. Hüllschichten sollten auch gleiche Schichtdicken aufweisen, was auf die einzelnen und auch alle Partikel des Vorproduktes zu treffen soll.
Die erfindungsgemäßen Vorprodukte können durch Besprühen der Partikel des ersten Pulvers mit einer Suspension hergestellt werden. Die Suspension enthält dabei Partikel des zweiten Pulvers und den Binder. Es kann eine wässrige Suspension eingesetzt werden. Beim Besprühen werden die Partikel des ersten Pulvers be- wegt . Hierfür kann beispielsweise ein Wirbelbett- Rotor eingesetzt werden.
Nach dem Erreichen einer vorgegebenen Schichtdicke der Hüllschichten, auf den Kerne bildenden Partikeln des ersten Pulvers, können die Partikel des Vorproduktes getrocknet werden. Es kann so eine hohe Fülldichte von ca. 40 % der theoretischen Dichte und eine gute Fließfähigkeit erreicht werden, die kleiner 30 s sein kann, die mit einem Hall Flow Trichterbestimmt wird.
Zusätzlich kann eine Vorsinterung des Vorproduktes vorgenommen werden. Dadurch kann weitergehender Ein- fluss auf die Eigenschaften des Vorproduktes, was seine Fülldichte und die Fließfähigkeit betrifft, genommen werden. Die Fülldichte kann dadurch erhöht und die Fließfähigkeit verbessert werden. Letztgenannte kann so z.B. von 40 s bis auf 30 s reduziert werden, wenn eine Vorsinterung mit einer Temperatur von mindestens 800 0C durchgeführt wird. Sie kann dabei mittels Hall Flow Trichter bestimmt werden. Auch die physikalische Dichte des fertig gesinterten Bauteils kann so erhöht und die Schwindung auch unter 5 % re- duziert werden.
Das Vorprodukt kann dann einer Formgebung unterzogen werden. Dabei wirken Presskräfte, die zu einer Verdichtung führen. Die dabei erhaltenen Grünkörper er- reichen eine erhöhte Gründichte und Grünfestigkeit. Während des Pressens werden im Wesentlichen die in der Hüllschicht enthaltenen Komponenten verformt. Die Kerne bleiben dabei in der Regel unverformt. Durch die Verformung der Hüllschicht kann eine erhöhte Ver- dichtung erreicht werden, was zu einer Reduzierung der Schwindung beim Sintern führt. Diese kann kleiner 8 % gehalten werden. Es ist auch eine Reduzierung auf 5 % und darunter möglich. Die physikalische Dichte eines fertig gesinterten Bauteils kann mindestens 92 % und bis zu bzw. über 95 % der theoretischen Dichte erreichen.
Wie bereits angesprochen, kann es beim Sintern zu einer Legierungsbildung oder zu einer veränderten Legierungszusammensetzung kommen. Dabei findet ein Kon- zentrationsausgleich zwischen den beiden für die Kerne und die Hüllschicht eingesetzten Pulvern statt, wenn diese eine voneinander abweichende Konsistenz bzw. Zusammensetzung aufweisen. Es können Diffusionsprozesse ausgenutzt werden. Der Längste Diffusionsweg liegt dabei bei dem 0,5-fachen des Vorproduktpartikeldurchmessers. Die für eine Diffusion erforderliche Zeit kann gegenüber herkömmlichen Herstellungsverfahren deutlich reduziert werden. Dies trifft auch auf im Vergleich zu dem bekannten Einsatz diffusionsge- bundener Pulver, bei denen an Partikel aus reinem Eisen z.B. Partikel von Nickel oder Molybdän angesintert werden. Dadurch kann aber lediglich ein sehr kleiner Anteil an Legierungselementen, der im Bereich 0,1 bis 2 % liegt, erreicht werden. Mit der Erfindung können im Vergleich dazu, aber sehr viel höher legierte Bauteilwerkstoffe erhalten werden. Die Konsistenz einer unter Einsatz der Erfindung durch Sinterung herstellbaren Legierung kann gegenüber den bekannten technischen Lösungen sehr genau eingestellt und reproduzierbar hergestellt werden.
So können unterschiedliche Eisen-, Cobalt- und auch Nickelbasislegierungen hergestellt werden. Der Anteil des jeweiligen Basismetalls liegt dabei zumindest bei 50 Masse-%. Nachfolgend soll die Erfindung an Beispielen näher erläutert werden.
Beispiel 1
Es soll dabei ein Bauteil hergestellt werden, bei der der Bauteilwerkstoff eine 5,8W 5,0Mo 4,2Cr 4,1V 0,3Mn 0,3Si 1,3C Eisenlegierung ist.
Für das die Kerne vom Vorprodukt bildende erste Pulver wurde eine Eisenbasis-Legierung mit 8, IW 6,7 Mo 5,9 Cr 0,4 Mn 0,4Si eingesetzt. Die Partikelgröße d9o lag bei 95 μm.
Für die Hüllschicht wurde ein zweites Pulver eingesetzt, das ein Gemisch aus 31,0 Masse-% Carbonylei- senpulver und 1,3 Masse-% teilamorphem Graphit mit jeweils einer Partikelgröße dgo von kleiner 10 μm darstellt, eingesetzt. Es ergaben sich so ein Masse- anteil für die Kerne von 67,7 Masse-% und 32,3 Masseis Hüllschicht ohne Binder.
Das Carbonyleisen war reduziert es kann aber auch unreduziert eingesetzt sein.
Das erste Pulver wurde als Vorlage in einen Wirbelbett-Rotor gegeben und dabei bewegt. Durch eine tangential zur Drehrichtung des Rotors angeordnete Zweistoffdüse wurde eine Suspension, die mit Wasser, PVA und dem Pulvergemisch für die Hüllschicht gebildet worden war, besprüht. Der Aufbau der Hüllschicht um die Kerne sollte möglichst langsam erfolgen. Zusammensetzung der Suspension war 38 Masse-% Wasser, 58 Masse-% Carbonyleiesenpulver, 2,4 Masse-% tei- lamprpher Graphit und 1,8 Masse-% Binder (PVA) . Nach einer Trocknung hatte das pulverförmige Vorprodukt eine Partikelgröße dgo bei 125 μm.
Anschließend erfolgte eine Formgebung um ein Verpres- sen für die Verdichtung und die Ausbildung eines
Grünkörpers durchgeführt. Hierfür können die üblichen Formgebungsverfahren eingesetzt werden, wie dies beispielsweise ein Matrizenpressen in Werkzeugen, Spritzgießen oder Extrudieren sind. Es konnte eine Gründichte von 6,9 g/cm3 und eine Grünfestigkeit von 10,3 MPa erreicht werden.
Danach wurde der Grünkörper unter Formiergas (10 Vol.% H2 und 90 Vol.% N2) gesintert. Die Wärmebehand- lung erfolgte in Stufen bei 250 0C, 350 0C und 600 0C mit jeweils 0,5 h Haltezeit. Die maximale Temperatur von 1200 0C wurde über 2 h gehalten.
Das fertig gesinterte Bauteil wies eine physikalische Dichte von 7,95 g/cm3 auf und die Schwindung nach dem Sintern betrug 4,6 %. Die theoretische Dichte dieses Werkstoffs liegt bei 7,97 g/cm3.
Beispiel 2
Für die Herstellung eines Bauteils aus einer Eisenbasislegierung 34,0Cr 2,1 Mo 2,0Si 1,3C Rest Eisen wurde ein erstes Pulver für die Kerne mit einer Legie- rung 51,5 Cr 3, 6Mo 2,7 Si 0,68Mn 1,9C Rest Eisen mit einer Partikelgröße dgo 82 μm eingesetzt.
Für das zweite Pulver wurde einmal als Variante 1 unreduziertes Carbonyleisenpulver (Partikelgröße dgo 9 μm) und als Variante 2 Eisnepulver, das aus reduziertem Eisenoxid erhalten worden ist (Partikelgröße dgo 5 μm) eingesetzt.
Für das erste Pulver lag der Masseanteil bei 66.7 % und für das zweite Pulver bei jeweils 33,3 Masse-%.
Das erste Pulver wurde als Vorlage in einen Wirbelbett-Rotor gegeben und dabei bewegt. Durch eine tangential zur Drehrichtung des Rotors angeordnete Zweistoffdüse wurde eine Suspension, die mit Wasser, PVA und dem Pulvergemisch für die Hüllschicht gebildet worden war, besprüht. Der Aufbau der Hüllschicht um die Kerne sollte möglichst langsam erfolgen. Die Suspension hatte eine Zusammensetzung 49 Masse-% Wasser, 49 Masse-% des zweiten Pulvers und 2 Masse-% Binder (PVA) .
Das Vorprodukt nach Variante 1 hatte eine Fülldichte 2,2 g/cm3 mit einer mittels Hall Flow Trichter ermittelten Fließzeit von 36 s. Für das Vorprodukt nach Variante 2 konnte eine Fülldichte von 2,4 g/cm3 erreicht und eine Fließzeit von 33 s ermittelt werden.
Anschließend erfolgte eine Formgebung um ein Verpres- sen für die Verdichtung und die Ausbildung eines Grünkörpers. Hierfür können die üblichen Formgebungsverfahren eingesetzt werden, wie dies beispielsweise ein Matrizenpressen in Werkzeugen, Spritzgießen oder Extrudieren sind.
Ein Grünkörper gemäß Variante 1 erreichte eine Gründichte 5,3 g/cm3 und eine Grünfestigkeit von 3,8 MPa und für Variante konnte eine Gründichte von 5,4 g/cm3 und eine Grünfestigkeit von 5,0 MPa erreicht werden.
Danach wurde der Grünkörper bei allen zwei Varianten unter Formiergas (10 Vol.% H2 und 90 Vol.% N2) gesin- tert. Dabei wurde ein gestuftes Temperaturregime von jeweils 0,5 h Haltezeit bei den Temperaturen 250 0C, 350 0C und 600 0C eingehalten. Im Anschluss wurde bei 1250 °C in einem Zeitraum von 2 h fertig gesintert.
Das fertig gesinterte Bauteil wies für Variante 1 eine physikalische Dichte von 7,1 g/cm3 auf und die Schwindung nach dem Sintern betrug 7,6% und für Variante 2 eine physikalische Dichte von 6, 9 g/cm3 und es trat eine Schwindung von 6,3 % auf. Die theoretische Dichte dieses Werkstoffs liegt bei 7,35 g/cm3.
Beispiel 3
Für die Herstellung eines Bauteils mit einer Ziellegierung als Cobaltbasislegierung mit der Zusammensetzung 27,6Mo 8,9Cr 2,2Si Rest Cobalt wurden ein erstes wasserverdüstes Pulver einer Legierung 27,6 Mo 8,9Cr 2,2Si Rest Cobalt mit einer Partikelgröße dgo 53,6 μm und ein zweites Pulver einer Legierung 27,6Mo 8,9Cr 2,2Si Rest Cobalt mit einer Partikelgröße dgo 21 μm eingesetzt. Beide Pulver wurden für die Herstellung des Vorproduktes mit jeweils 50 Masse-% eingesetzt. Die Suspension hatte eine Zusammensetzung von 29 Mas- se-% Wasser, 69 Masse% des zweiten Pulvers, 1 Masse-% Parafin und 1,4 Masse-% Binder (PVA) .
Das erste Pulver wurde als Vorlage in einen Wirbelbett-Rotor gegeben und dabei bewegt. Durch eine tan- gential zur Drehrichtung des Rotors angeordnete Zweistoffdüse wurde eine Suspension, die mit Wasser, PVA und dem Pulvergemisch für die Hüllschicht gebildet worden war, besprüht. Der Aufbau der Hüllschicht um die Kerne sollte möglichst langsam erfolgen.
Nach einer Trocknung hatte das pulverförmige Vorpro- dukt eine Partikelgröße dgo von 130 μm. Die Fülldichte lag bei 3,0 g/cm3 und es konnte eine Fließzeit von 29 s mit Hall Flow Trichter ermittelt werden.
Anschließend erfolgte eine Formgebung um ein Verpres- sen für die Verdichtung und die Ausbildung eines Grünkörpers durchgeführt. Hierfür können die üblichen Formgebungsverfahren eingesetzt werden, wie dies beispielsweise ein Matrizenpressen in Werkzeugen, Spritzgießen oder Extrudieren sind. Es wurde eine Gründichte von 6,4 g/cm3 erreicht.
Danach wurde der Grünkörper mit folgenden Parametern in einer Wasserstoffatmosphäre gesintert:
Es wurde eine Wärmebehandlung in Stufen bei Temperaturen von 250 0C, 350 0C und 600 0C jeweils bei einer Haltezeit von 0,5 h und anschließend eine Erhöhung der Temperatur auf 1285 0C durchgeführt. Die maximale Temperatur wurde über 2 h gehalten.
Das fertig gesinterte Bauteil wies eine physikalische Dichte von 8,7 g/cm3 auf und die Schwindung nach dem Sintern betrug 10,2% %.

Claims

Patentansprüche
1. Vorprodukt für die Herstellung gesinterter metallischer Bauteile, bei dem auf einem Kern, der aus jeweils einem Partikel eines ersten metallischen Pulvers gebildet ist, eine Hüllschicht ausgebildet ist und dabei die Hüllschicht mit einem zweiten Pulver und einem Binder gebildet ist; dabei das erste Pulver eine Partikelgröße dgo von mindestens 50 μm und das zweite Pulver eine Partikelgröße dgo kleiner 25 μm aufweisen und das Vorprodukt pulverförmig ist.
2. Vorprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass der Kern aus einem Metall oder einer
Metalllegierung gebildet ist.
3. Vorprodukt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllschicht mit einem Metall, einer Metalllegierung und/oder einem Me- talloxid gebildet ist.
4. Vorprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Masseanteil an Metall, Metalllegierung und/oder Metalloxid in der Hüllschicht ≤ dem Masseanteil des den jeweiligen Kern bildenden Partikels des ersten Pulvers gehalten ist.
5. Vorprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Hüllschicht zusätzlich Kohlenstoff enthalten ist.
6. Vorprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Pulver mit dem die Hüllschicht gebildet ist, duktiler als das erste Pulver ist, aus dem Kerne gebildet sind.
7. Verfahren zur Herstellung eines Vorproduktes nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass ein erstes metallisches Pulver mit einer Partikelgröße dgo von mindestens 50 μm mit einer Suspension, in der ein zweites Pulver mit einer Partikelgröße dgo kleiner 25 μm und ein Binder enthalten sind so beschichtet wird, dass auf Kerne bildenden Partikel des ersten Pulvers eine Hüllschicht mit dem Binder und Partikeln des zweiten Pulvers ausgebildet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als zweites Pulver ein Metall, eine Metalllegierung und/oder ein Metalloxid eingesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes und ein zweites Pulver eingesetzt werden, die bei einer Sinte- rung eine Metalllegierung bilden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel des ersten Pulvers bewegt, dabei gleichzeitig mit der Binder und zweites Pulver enthaltenden Suspensi- on besprüht und nach erreichen einer vorgebbaren
Schichtdicke der Hüllschichten das Vorprodukt getrocknet wird.
11. Verfahren zur Herstellung gesinterter metallischer Bauteile unter Einsatz eines pulverförmi- gen Vorprodukts nach einem der Ansprüche 1 bis
6, bei dem das getrocknete pulverförmige Vorprodukt einem Formgebungsverfahren bei dem eine Verdichtung erfolgt und ein Grünkörper erhalten wird, unterzogen wird und im Anschluss daran eine Sinterung zur Fertigstellung des Bauteils durchgeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich- net, dass bei einem Vorprodukt, bei dem in der
Hüllschicht ein Metalloxid enthalten ist, das Sinterverfahren in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge- kennzeichnet, dass mit den im ersten und zweiten
Pulver enthaltenen Komponenten beim Sinterverfahren eine Metalllegierung gebildet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierungsbil- düng bei der Durchführung des Sinterverfahrens durch Diffusionsprozesse erreicht wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung von Partikeln des ersten Pulvers mit einer mit dem zweiten Pulver gebildeten Suspension, zur
Ausbildung der Hüllschichten auf den aus den Partikeln des ersten Pulvers gebildeten Kernen, das Formgebungsverfahren und das Sinterverfahren so durchgeführt werden, dass ein Schwindmaß nach der Sinterung < 8% und eine Dichte > als 92 % der theoretischen Dichte erreicht werden.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil, das mit einer Eisen-, Cobalt oder Nickelbasisle- gierung gebildet ist, hergestellt wird.
EP09763903A 2008-12-11 2009-11-13 Vorprodukt für die herstellung gesinterter metallischer bauteile, ein verfahren zur herstellung des vorprodukts sowie die herstellung der bauteile Withdrawn EP2376245A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008062614A DE102008062614A1 (de) 2008-12-11 2008-12-11 Vorprodukt für die Herstellung gesinterter metallischer Bauteile, ein Verfahren zur Herstellung des Vorproduktes sowie die Herstellung der Bauteile
PCT/EP2009/065129 WO2010066529A1 (de) 2008-12-11 2009-11-13 Vorprodukt für die herstellung gesinterter metallischer bauteile, ein verfahren zur herstellung des vorprodukts sowie die herstellung der bauteile

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2376245A1 true EP2376245A1 (de) 2011-10-19

Family

ID=41647135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09763903A Withdrawn EP2376245A1 (de) 2008-12-11 2009-11-13 Vorprodukt für die herstellung gesinterter metallischer bauteile, ein verfahren zur herstellung des vorprodukts sowie die herstellung der bauteile

Country Status (11)

Country Link
US (2) US20110229918A1 (de)
EP (1) EP2376245A1 (de)
JP (1) JP2012511629A (de)
KR (1) KR20110099708A (de)
CN (1) CN102245332A (de)
BR (1) BRPI0923363A2 (de)
CA (1) CA2746010A1 (de)
DE (1) DE102008062614A1 (de)
MX (1) MX2011005902A (de)
TW (1) TW201039945A (de)
WO (1) WO2010066529A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10046392B2 (en) * 2015-03-04 2018-08-14 The Boeing Company Crack-free fabrication of near net shape powder-based metallic parts
US11136650B2 (en) * 2016-07-26 2021-10-05 The Boeing Company Powdered titanium alloy composition and article formed therefrom
US10618109B2 (en) 2017-08-07 2020-04-14 General Electric Company Hybrid pre-sintered preform, green preform, and process

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3620799A (en) * 1968-12-26 1971-11-16 Rca Corp Method for metallizing a ceramic body
US4834800A (en) * 1986-10-15 1989-05-30 Hoeganaes Corporation Iron-based powder mixtures
JP2836232B2 (ja) * 1990-10-09 1998-12-14 三菱マテリアル株式会社 合金金粘土
US5729822A (en) * 1996-05-24 1998-03-17 Stackpole Limited Gears
US5989304A (en) * 1996-08-05 1999-11-23 Kawasaki Steel Corporation Iron-based powder composition for powder metallurgy excellent in flowability and compactibility and method
US6068813A (en) * 1999-05-26 2000-05-30 Hoeganaes Corporation Method of making powder metallurgical compositions
WO2003085683A1 (fr) * 2002-04-09 2003-10-16 Aichi Steel Corporation Aimant agglomere anisotrope de terre rare composite, compose pour un aimant agglomere anisotrope de terre rare composite, et procede de preparation de ce dernier
SE529952C2 (sv) * 2006-05-31 2008-01-15 Sandvik Intellectual Property Sätt att tillverka agglomererade hårdmetall- eller cermetpulverblandningar

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2010066529A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20110229918A1 (en) 2011-09-22
DE102008062614A1 (de) 2010-06-17
MX2011005902A (es) 2011-06-20
CN102245332A (zh) 2011-11-16
WO2010066529A1 (de) 2010-06-17
CA2746010A1 (en) 2010-06-17
JP2012511629A (ja) 2012-05-24
US20110243785A1 (en) 2011-10-06
TW201039945A (en) 2010-11-16
KR20110099708A (ko) 2011-09-08
BRPI0923363A2 (pt) 2015-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1469963B1 (de) Verfahren zur herstellung von gesinterten bauteilen aus einem sinterfähigen material
EP1470261B1 (de) Sinterfähige metallpulvermischung zur herstellung gesinterter bauteile
DE3537191C2 (de)
DE19626049C2 (de) Magnetwerkstoff und Verbundmagnet
DE3120169A1 (de) Ferromagnetische metallegierungsgegenstaende, verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
EP1514282B1 (de) Weichmagnetischer pulververbundwerkstoff; verfahren zu dessen hersellung und dessen verwendung
DE112018000214T5 (de) Magnetpulver, das SM-Fe-N-basierte Kristallpartikel enthält, aus diesem hergestellter Sintermagnet, Verfahren zur Herstellung dieses Magnetpulvers; und Verfahren zur Herstellung des Sintermagneten
EP3069802A1 (de) Verfahren zur herstellung eines bauteils aus einem verbund-werkstoff mit einer metall-matrix und eingelagerten intermetallischen phasen
EP1268868B1 (de) Pulvermetallurgisches verfahren zur herstellung hochdichter formteile
DE112016006051T5 (de) Pulver für Massekerne, Verfahren zum Herstellen desselben, Massekern und Verfahren zum Herstellen des Massekerns
EP3797901B1 (de) Metallschaumkörper und verfahren zu seiner herstellung
EP2582477B1 (de) Bauelement aus einer eisenbasierten sinterlegierung mit reduzierter metallhaftung und verfahren zu dessen herstellung
DE10150830A1 (de) Weichmagnetismus-Legierungspulver, ein Behandlungsverfahren davon, ein Weichmagnetismus-Legierungsformling und das Herstellungsverfahren davon
EP2376245A1 (de) Vorprodukt für die herstellung gesinterter metallischer bauteile, ein verfahren zur herstellung des vorprodukts sowie die herstellung der bauteile
DE2049546B2 (de) Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung eines dispersionsverfestigten Legierungskörpers
EP0710516B1 (de) Verfahren und Spritzgussmasse für die Herstellung metallischer Formkörper
DE3313736A1 (de) Hochfester formkoerper aus einer mechanisch bearbeitbaren pulvermetall-legierung auf eisenbasis, und verfahren zu dessen herstellung
DE19711642A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Stahl-Matrix-Verbundwerkstoffes sowie Verbundwerkstoff, hergestellt nach einem derartigen Verfahren
WO2017178289A1 (de) Verfahren zur pulvermetallurgischen herstellung von bauteilen aus titan oder titanlegierungen
WO2016162188A1 (de) Weichmagnetischer verbundwerkstoff und entsprechende verfahren zum herstellen eines weichmagnetischen verbundwerkstoffs
DE102006032520A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen, Magnetkern und induktives Bauelement mit einem Magnetkern
WO1995033079A1 (de) Bildung von intermetallischähnlichen vorlegierungen
DE2429600A1 (de) In luft stabile, magnetische materialien und verfahren zu deren herstellung
DE19722416B4 (de) Verfahren zur Herstellung von hochdichten Bauteilen auf der Basis intermetallischer Phasen
DE102007054455B3 (de) Verfahren zum Herstellen eines metallischen Verbunds

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20110711

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20120207