FR2941637A1

FR2941637A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING A FRITTAGE MOLDED PIECE OF AN IRON-BASED POWDER CONTAINING AT LEAST ONE NON-FERROUS METAL

Info

Publication number: FR2941637A1
Application number: FR1050641A
Authority: FR
Inventors: Georg Kalss; Gerold Stetina
Original assignee: Miba Sinter Austria GmbH
Current assignee: Miba Sinter Austria GmbH
Priority date: 2009-02-05
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2010-08-06
Also published as: CN101829783A; US20100196188A1; AT507836A1; DE102010000186A1; AT507836B1

Abstract

L'invention concerne un procédé pour la fabrication d'une pièce moulée en acier moyennant l'utilisation d'une poudre à fritter à base de fer qui contient au moins un métal non ferreux, lequel est choisi parmi un groupe comprenant le Mn, le Cr, le Si, le Mo, le Co, le V, le B, le Be, le Ni et l'Al, le reste étant formé de Fe avec les impuretés inévitables de par la fabrication, comprenant les étapes de mise à disposition de la poudre à fritter, de compression de la poudre à fritter pour donner une pièce crue dans un moule, de frittage de la pièce crue sous atmosphère réductrice, suivie d'un refroidissement et d'un durcissement. La proportion totale des métaux non ferreux dans la poudre à fritter est choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 1 % en poids et une limite supérieure de 60 % en poids et la poudre à fritter est frittée au moins à peu près complètement pour donner une structure austénitique, le durcissement étant effectué par sollicitation mécanique de la pièce moulée en acier moyennant transformation au moins partielle de la structure austénitique en une structure martensitique.The invention relates to a method for producing a steel molded part by using an iron-based sintering powder which contains at least one non-ferrous metal, which is selected from a group consisting of Mn, Cr, Si, Mo, Co, V, B, Be, Ni and Al, the remainder being Fe with the inevitable impurities of the manufacture, including the steps of providing the sintering powder, compressing the sintering powder to give a green part in a mold, sintering the green part under a reducing atmosphere, followed by cooling and hardening. The total proportion of non-ferrous metals in the sintering powder is selected in a range with a lower limit of 1% by weight and an upper limit of 60% by weight and the sintering powder is sintered at least approximately completely to give an austenitic structure, the hardening being effected by mechanical stressing of the steel molded part by at least partial transformation of the austenitic structure into a martensitic structure.

Description

La présente invention concerne un procédé pour la fabrication d'une pièce moulée en acier moyennant l'utilisation d'une poudre à fritter à base de fer qui contient au moins un métal non ferreux qui est choisi parmi un groupe comprenant le manganèse, le chrome, le silicium, le molybdène, le cobalt, le vanadium, le bore, le béryllium, le nickel et l'aluminium, le reste étant constitué de fer avec les impuretés inévitables, dues à la fabrication, comprenant les étapes de mise à disposition de la poudre à fritter, de compression de la poudre à fritter dans un moule pour donner un pièce crue, de frittage de la pièce crue sous une atmosphère réductrice, suivi d'un refroidissement et d'une trempe, ainsi qu'une pièce moulée frittée avec un corps de pièce moulée consistant au moins partiellement en une poudre à fritter à base de fer qui contient au moins un métal non ferreux qui est choisi parmi un groupe comprenant le manganèse, le chrome, le silicium, le molybdène, le cobalt, le vanadium, le bore, le béryllium, le nickel et l'aluminium le reste étant constitué de fer avec les impuretés inévitables, dues à la fabrication. Pour éviter des gauchissements resp. des déformations lors du brusque refroidissement de pièces métalliques avec de l'eau ou de l'huile, le document DE 11 2004 001 875 T5 propose un procédé pour la fabrication d'une pièce individuelle mince, comprenant les étapes de réchauffage de la pièce individuelle mince suivi de l'exécution d'un processus de transformation par trempe, puis isotherme sur la pièce mince pendant une définition de la taille avec des moules de pressage moyennant l'utilisation desdits moules de pressage comme moyens de refroidissement de la pièce individuelle mince. De préférence, on fabrique ainsi des pièces en acier qui contiennent au moins 0,4 % en poids de carbone. Par un maintien isotherme, la structure est transformée en une structure bainite. On utilise un acier S53C au carbone-nickel et un acier avec une composition améliorée dans ses propriétés de trempe et qui peut atteindre une dureté suffisante par un refroidissement lent, cet acier contenant 0,7 % en poids de carbone, 1 % en poids de silicium, 0,6 % en poids de manganèse, 1,5 % en poids de chrome et 0,3 % en poids de molybdène. LE document DE 11 2004 001 875 T5 décrit aussi une transformation martensitique par refroidissement continu, toutefois il s'ensuit un recuit à 150 °C pendant 120 minutes. La structure bainite est préférée, car d'après les explications dans le document DE 11 2004 001 875 T5, il en résulte en comparaison avec une structure martensitique une déformation de trempe moindre, la résilience est atteinte sans nécessiter un recuit et un changement secondaire de dimensions est inhibé. Le procédé d'après le document DE 11 2004 001 875 T5 a l'inconvénient que, soit les moules de pressage doivent être refroidis à l'air relativement longtemps après la trempe des pièces, soit un conditionnement thermique du moule lui-même est nécessaire, par quoi une plus grande dépense de moyens est nécessaire pour la fabrication du moule et pour son exploitation. L'objectif de la présente invention est de proposer un procédé pour la fabrication de pièces frittées durcies de précision, respectivement une pièce frittée elle-même fabriquée selon ce procédé. Cet objectif de l'invention est atteint par le procédé spécifié au début de la présente description, dans lequel la proportion des métaux non ferreux dans la poudre devant être frittée est choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 1 % en poids et une limite supérieure de 60 % en poids et dans lequel la poudre devant être frittée est frittée pour donner au moins à peu près complètement une structure austénitique, et dans lequel le durcissement est effectué par sollicitation mécanique de la pièce moulée en acier moyennant au moins une transformation partielle de la structure austénitique en une structure martensitique, ainsi que, indépendamment de cela, par ladite pièce moulée frittée, dans laquelle la proportion totale dudit au moins un métal non ferreux dans la poudre devant être frittée est choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 1 % en poids et une limite supérieure de 60 % en poids, et pour laquelle le corps de la pièce moulée présente au moins à la surface ou dans les zones proches de la surface, respectivement dans les zones de la surface subissant une charge accrue, une structure martensitique produite par la déformation. Normalement, il appartient au déroulement du processus de fabrication de pièces frittées de haute précision qu'après le frittage soit effectué un post-traitement sans enlèvement de copeaux, par exemple par calibrage. Pour cela, ces pièces frittées sont placées dans une matrice de calibrage et, par l'exercice d'une pression, sont mises à leur forme définitive. Le procédé selon l'invention offre ce faisant l'avantage qu'avec ce calibrage, respectivement ce formage mécanique, le durcissement en surface est effectué en même temps, de telle sorte que dans le déroulement du processus, une étape supplémentaire du procédé pour le durcissement peut être économisée. En outre, il est avantageux que le durcissement puisse être effectué sans sollicitation thermique supplémentaire de la pièce, moyennant quoi des phénomènes indésirables de recristallisation peuvent être évités. En outre, on peut aussi réaliser ainsi un avantage de coûts correspondant, d'une part par le raccourcissement des durées de cycle et d'autre part par la réduction des traitements thermiques. Ce faisant, il n'est pas non plus nécessaire de conditionner thermiquement, respectivement de refroidir, la matrice, respectivement le moule dans lequel s'effectue cette transformation martensitique par sollicitation mécanique, en particulier par pression, car une déformation de la pièce n'est de toute façon pas possible par suite de l'appui des surfaces de la pièce sur les surfaces du moule. Avec le procédé selon l'invention, on peut donc fabriquer aussi des pièces frittées d'une géométrie complexe sans déformation de la pièce. La proportion, rapportée à la somme, dudit au moins un métal non ferreux dans la poudre devant être frittée à base de fer peut aussi être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 5 % en poids et une limite supérieure de 55 % en poids, respectivement choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 18 % en poids et une limite supérieure de 27 % en poids. Pour l'accélération de la transformation martensitique, la sollicitation mécanique peut être effectuée à une pression qui correspond à la pression dans l'intervalle entre -10 % de la limite de pression et la résistance maximale à la pression du matériau respectif (mesurée selon DIN 50106) et/ou à une température qui est choisie pour des pièces moulées frittées sollicitées à froid dans un intervalle avec une limite inférieure de 20 °C (température ambiante) et une limite supérieur de 180 °C ou pour des pièces moulées frittées sollicitées à chaud dans un intervalle avec une limite inférieure de 180 °C et une limite supérieure de 550 °C. On peut donc ainsi atteindre un raccourcissement supplémentaire du temps de cycle, moyennant quoi la productivité peut être augmentée. La pression à laquelle est effectuée la sollicitation mécanique de la pièce frittée peut être aussi choisie en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure qui correspond à la pression à -10 % de la limite de pression, et une limite supérieure qui correspond à la pression à +30 % de la limite de pression du matériau respectif (mesurée selon DIN 50106) respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure qui correspond à la pression à -5 % de la limite de pression, et une limite supérieure qui correspond à la pression à +20 % de la limite de pression du matériau respectif (mesurée selon DIN 50106). The present invention relates to a method for producing a steel molded part by using an iron-based sintering powder which contains at least one non-ferrous metal which is selected from a group comprising manganese, chromium and , silicon, molybdenum, cobalt, vanadium, boron, beryllium, nickel and aluminum, the balance being iron with unavoidable impurities, due to manufacture, including the steps of making available the sintering powder, compressing the powder to be sintered in a mold to give a green part, sintering the green part under a reducing atmosphere, followed by cooling and quenching, and a sintered molded part with a molded part body consisting at least partially of an iron-based sintering powder which contains at least one non-ferrous metal which is selected from a group comprising manganese, chromium, silicon, molyb deene, cobalt, vanadium, boron, beryllium, nickel and aluminum the rest being iron with inevitable impurities, due to manufacture. To avoid warping resp. deformations during the sudden cooling of metal parts with water or oil, the document DE 11 2004 001 875 T5 proposes a method for the manufacture of a thin individual part, comprising the steps of heating the individual part thin tracking the execution of a quenching process, then isothermal on the thin piece during a size definition with pressing molds through the use of said pressing molds as cooling means of the individual piece thin. Preferably, steel parts are thus produced which contain at least 0.4% by weight of carbon. By an isothermal hold, the structure is transformed into a bainite structure. A carbon-nickel S53C steel and a steel with a composition which is improved in its quenching properties and which can attain a sufficient hardness by slow cooling are used, this steel containing 0.7% by weight of carbon, 1% by weight of silicon, 0.6% by weight of manganese, 1.5% by weight of chromium and 0.3% by weight of molybdenum. Document DE 11 2004 001 875 T5 also describes a martensitic transformation by continuous cooling, however it follows annealing at 150 ° C. for 120 minutes. The bainite structure is preferred because, according to the explanations in the document DE 11 2004 001 875 T5, the result is in comparison with a martensitic structure a lower quenching strain, the resilience is achieved without requiring annealing and a secondary change of dimensions is inhibited. The process according to DE 11 2004 001 875 T5 has the disadvantage that either the pressing molds must be cooled in the air for a relatively long time after the quenching of the pieces, or a thermal conditioning of the mold itself is necessary. , by which a greater expenditure of means is necessary for the manufacture of the mold and for its exploitation. The object of the present invention is to provide a method for the manufacture of precision hardened sintered parts, respectively a sintered part itself manufactured by this method. This object of the invention is achieved by the method specified at the beginning of the present description, wherein the proportion of non-ferrous metals in the powder to be sintered is selected in a range with a lower limit of 1% by weight and a limit. 60% by weight higher and in which the powder to be sintered is sintered to at least substantially complete an austenitic structure, and wherein the hardening is carried out by mechanical stressing of the steel casting with at least partial conversion from the austenitic structure to a martensitic structure, as well as, independently of this, by said sintered casting, wherein the total proportion of said at least one non-ferrous metal in the powder to be sintered is selected from a range with a lower limit of 1% by weight and an upper limit of 60% by weight, and for which the body of the piece The molded material has, at least on the surface or in the areas near the surface, respectively in the areas of the surface undergoing increased load, a martensitic structure produced by the deformation. Normally, it belongs to the course of the process of manufacturing sintered parts of high precision that after sintering is performed a post-treatment without removal of chips, for example by calibration. For this, these sintered parts are placed in a calibration matrix and, by the exercise of pressure, are put in their final form. The process according to the invention thus offers the advantage that with this calibration, or mechanical shaping, the surface hardening is carried out at the same time, so that in the course of the process, an additional step of the process for hardening can be saved. In addition, it is advantageous that the curing can be carried out without additional thermal stress of the part, whereby undesirable recrystallization phenomena can be avoided. In addition, one can also achieve a cost advantage corresponding, on the one hand by the shortening of the cycle times and on the other hand by the reduction of heat treatments. In doing so, it is also not necessary to thermally condition, respectively to cool, the matrix, respectively the mold in which this martensitic transformation takes place by mechanical stressing, in particular by pressure, since a deformation of the piece n ' is anyway not possible due to the support of the surfaces of the part on the surfaces of the mold. With the process according to the invention, it is therefore also possible to manufacture sintered parts of complex geometry without deformation of the part. The proportion, based on the sum, of said at least one nonferrous metal in the powder to be sintered based on iron may also be selected in a range with a lower limit of 5% by weight and an upper limit of 55% by weight. , respectively selected in an interval with a lower limit of 18% by weight and an upper limit of 27% by weight. For the acceleration of the martensitic transformation, the mechanical stress can be carried out at a pressure corresponding to the pressure in the range between -10% of the pressure limit and the maximum resistance to the pressure of the respective material (measured according to DIN 50106) and / or at a temperature which is selected for sintered molded parts cold-biased in an interval with a lower limit of 20 ° C (ambient temperature) and an upper limit of 180 ° C or for sintered molded parts stressed at hot in an interval with a lower limit of 180 ° C and an upper limit of 550 ° C. Thus, further shortening of the cycle time can be achieved, whereby productivity can be increased. The pressure at which the mechanical stress of the sintered part is carried out can also be chosen, in particular in an interval with a lower limit corresponding to the pressure at -10% of the pressure limit, and an upper limit corresponding to the pressure at +30% of the pressure limit of the respective material (measured in accordance with DIN 50106) respectively in an interval with a lower limit corresponding to the pressure at -5% of the pressure limit, and an upper limit corresponding to the pressure at +20% of the pressure limit of the respective material (measured according to DIN 50106).

En outre, la température pendant la sollicitation mécanique à froid peut être aussi choisie en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 40 °C et une limite supérieure de 150 °C, respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure de 60 °C et une limite supérieure de 100 °C. La température pendant la sollicitation mécanique à chaud peut en particulier aussi être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 200 °C et une limite supérieure de 500 °C respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure de 250 °C et une limite supérieure de 350 °C. Selon une variante de réalisation, il est prévu d'ajouter à l'atmosphère réductrice pour le frittage un gaz carburant ou qu'un gaz carburant soit utilisé comme atmosphère réductrice. On peut ainsi augmenter la teneur en carbone pendant le frittage, au moins dans les zones proches de la surface de la pièce crue, moyennant quoi la formation ultérieure de martensite est favorisée. In addition, the temperature during the cold mechanical stressing may also be selected especially in an interval with a lower limit of 40 ° C and an upper limit of 150 ° C, respectively in a range with a lower limit of 60 ° C and an upper limit of 100 ° C. The temperature during the mechanical heat stressing may in particular also be chosen in an interval with a lower limit of 200 ° C and an upper limit of 500 ° C respectively in an interval with a lower limit of 250 ° C and an upper limit of 350 ° C. According to an alternative embodiment, it is intended to add to the reducing atmosphere for sintering a fuel gas or a fuel gas is used as a reducing atmosphere. It is thus possible to increase the carbon content during sintering, at least in areas close to the surface of the green part, whereby the subsequent formation of martensite is favored.

Ce faisant, il peut être avantageux le cas échéant que le processus de frittage en soi soit effectué en deux étapes, en l'occurrence sous la forme d'un pré-frittage, lequel s'effectue à une température qui est en dessous de la température de la deuxième étape de frittage, et auquel fait suite un frittage à haute température. On peut ainsi réaliser des teneurs en carbone plus élevées sans le risque d'une rupture fragile lors de la déformation à effet durcissant, de telle sorte que, d'une façon générale, une résistance plus élevée de la pièce frittée est réalisable. Ce faisant, la température du pré-frittage peut être choisie par exemple dans un intervalle avec une limite inférieure de 60 % et une limite supérieure de 80 % de la température de la deuxième étape de frittage. Par exemple, le pré-frittage peut être effectué à une température choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 600 °C et une limite supérieure de 1000 °C et le frittage à haute température à une température choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 1100 °C et une limite supérieure de 1450 °C. Selon une autre variante de réalisation de l'invention, il est prévu que la pièce moulée en acier soit fabriquée avec une masse volumique maximale de 7,3 g/cm3, au moins dans le coeur. On peut ainsi réaliser une optimisation des propriétés de la pièce moulée en acier, en ce que cette dernière présente d'une part dans le coeur une certaine élasticité résiduelle, alors que les zones proches de la surface présentent par suite du durcissement au formage une résistance mécanique correspondante. D'autre part, il est ainsi possible de réduire le poids de la pièce moulée en acier. Par zones proches de la surface, on entend les zones qui vont dans la pièce jusqu'à une profondeur de 0,5 mm. À la place du gaz carburant ou en plus de celui-ci, il est avantageux pour l'augmentation de la proportion de carbone dans la poudre devant être frittée d'ajouter du graphite à la poudre devant être frittée, dans une proportion choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,1 % en poids et une limite supérieure de 5 % en poids. Ceci favorise une transformation martensitique au moins approximativement complète, au moins dans les zones proches de la surface. La proportion de graphite peut aussi être choisie en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,1 % en poids et une limite supérieure de 3 % en poids, respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,5 % en poids et une limite supérieure de 2 % en poids. Pour atteindre déjà dans la pièce crue des densités plus élevées, il est avantageux d'ajouter à la poudre à base de fer jusqu'à 8 % en poids d'auxiliaires de pressage et/ou jusqu'à 2 % en poids d'un liant, en particulier organique. On atteint ainsi en outre que par la calcination de cet auxiliaire lors du frittage ou pendant le pré-frittage, une porosité plus élevée soit produite dans la pièce frittée, ce qui simplifie la postcompaction pendant le calibrage. En particulier, le pressage de poudres frittées difficilement pressables en elles-mêmes, comme des poudres d'acier contenant du chrome, peut ainsi être simplifié. Au-dessus d'une somme de 10 % en poids de substances auxiliaires, la porosité peut devenir trop grande, moyennant quoi sous certaines circonstances, les densités finales réalisables de la pièce frittée finie peuvent être inférieures. Ce faisant, la proportion de l'auxiliaire de pressage peut atteindre aussi en particulier jusqu'à un maximum de 2,5 % en poids, respectivement jusqu'à un maximum de 1,5 % en poids et la proportion de liant jusqu'à un maximum de 0,75 % en poids, respectivement un maximum de 0,5 % en poids. D'une part pour une réduction de coûts, d'autre part pour une optimisation des propriétés, respectivement pour la fabrication de pièces frittées avec des propriétés contradictoires des matières premières utilisées, le procédé peut être effectué de telle sorte qu'une poudre à fritter supplémentaire soit versée dans le moule et soit pressée conjointement avec la poudre à fritter à base de fer, respectivement, selon une autre variante de réalisation du procédé, que l'on fabrique dans une première étape une pièce moulée semi-finie, que l'on place cette dernière dans le moule de pressage et qu'on la revête au moins par endroits de la poudre d'acier à base de fer, par exemple par pulvérisation, puis qu'on la fritte conjointement avec la poudre d'acier à base de fer, ou, selon une autre variante de réalisation, que l'on réalise dans une première étape une pièce moulée semi-finie en la poudre à fritter à base de fer et que l'on assemble dans une étape supplémentaire la pièce moulée semi-finie à une autre pièce moulée finie en une poudre à fritter différente de la poudre à fritter de la première pièce moulée semi-finie. Il est ainsi possible de revêtir de façon ciblée de poudre à fritter à base de fer les surfaces qui, lors de l'utilisation de la pièce frittée, sont soumises à une sollicitation plus élevée, et ensuite de les durcir par transformation martensitique, permettant donc une adaptation ciblée des propriétés aux nécessités respectives sur la pièce. Pour une meilleure compréhension de l'invention, cette dernière sera expliquée plus en détails à l'aide de la description détaillée ainsi que des exemples. In doing so, it may be advantageous if appropriate that the sintering process itself is carried out in two stages, in this case in the form of a pre-sintering, which takes place at a temperature which is below the temperature of the second sintering step, followed by sintering at high temperature. It is thus possible to achieve higher carbon contents without the risk of brittle fracture during the hardening deformation, so that, in general, a higher strength of the sintered part is achievable. In doing so, the temperature of the pre-sintering can be chosen for example in an interval with a lower limit of 60% and an upper limit of 80% of the temperature of the second sintering step. For example, pre-sintering can be performed at a selected temperature in an interval with a lower limit of 600 ° C and an upper limit of 1000 ° C and high temperature sintering at a selected temperature in an interval with a lower limit 1100 ° C and an upper limit of 1450 ° C. According to another alternative embodiment of the invention, it is provided that the steel molded part is manufactured with a maximum density of 7.3 g / cm 3, at least in the core. It is thus possible to optimize the properties of the steel molded part, in that the latter has, on the one hand, in the core a certain residual elasticity, while the zones close to the surface, as a result of forming curing, exhibit resistance. corresponding mechanics. On the other hand, it is possible to reduce the weight of the steel casting. Areas near the surface are those areas that go into the room to a depth of 0.5 mm. Instead of or in addition to the fuel gas, it is advantageous for increasing the proportion of carbon in the powder to be sintered to add graphite to the powder to be sintered, in a proportion selected from a range with a lower limit of 0.1% by weight and an upper limit of 5% by weight. This promotes a martensitic transformation at least approximately complete, at least in areas near the surface. The proportion of graphite may also be chosen in particular in an interval with a lower limit of 0.1% by weight and an upper limit of 3% by weight, respectively in an interval with a lower limit of 0.5% by weight and an upper limit of 2% by weight. In order to achieve higher densities already in the green part, it is advantageous to add to the iron-based powder up to 8% by weight of pressing aid and / or up to 2% by weight of a binder, in particular organic. It is furthermore achieved that by calcining this auxiliary during sintering or during pre-sintering, a higher porosity is produced in the sintered part, which simplifies postcompaction during calibration. In particular, the pressing of sintered powders difficult to squeeze themselves, such as steel powders containing chromium, can thus be simplified. Above a sum of 10% by weight of auxiliary substances, the porosity may become too great, whereby under certain circumstances the final achievable densities of the finished sintered part may be lower. In doing so, the proportion of the pressing aid can also in particular reach up to a maximum of 2.5% by weight, respectively up to a maximum of 1.5% by weight and the proportion of binder up to a maximum of 0.75% by weight, respectively a maximum of 0.5% by weight. On the one hand for a reduction of costs, on the other hand for an optimization of the properties, respectively for the manufacture of sintered parts with contradictory properties of the raw materials used, the process can be carried out so that a sintering powder additional amount is poured into the mold and pressed together with the iron-based sintering powder, respectively, according to another embodiment of the process, which is manufactured in a first step a semi-finished molded part, that the the latter is placed in the pressing mold and is coated at least in places with the iron-based steel powder, for example by spraying, and then sintered together with the steel-based powder. iron, or, according to another embodiment, that is carried out in a first step a semifinished molded piece in iron-based sintering powder and that is assembled in a step the semi-finished molded piece is further added to another finished casting into a sintering powder different from the sintered powder of the first semi-finished casting. It is thus possible to specifically coat iron-based sintered powder surfaces which, when using the sintered part, are subjected to a higher load, and then to harden them by martensitic transformation, thus allowing a targeted adaptation of the properties to the respective needs on the part. For a better understanding of the invention, the latter will be explained in more detail with the aid of the detailed description as well as examples.

En guise d'introduction, soulignons que des caractéristiques individuelles ou des combinaisons de caractéristiques dans les différents exemples de réalisation exposés et décrits peuvent constituer en elles-mêmes des solutions indépendantes, constituant une invention ou appartenant à l'invention. Toutes les spécifications concernant des intervalles de valeurs dans des descriptions matérielles doivent être comprises de telle sorte que ceux-ci englobent par là-même des intervalles partiels quelconques et tous les intervalles envisageables, par exemple la spécification 1 à 10 signifie que tous les intervalles partiels, partant de la limite inférieure 1 et de la limite supérieure 10 sont inclus, c.-à-d. tous les intervalles partiels commençant à une limite inférieure de 1 ou plus et finissant à une limite supérieure de 10 ou moins, par exemple 1 à 1, 7, ou 3,2 à 8,1 ou 5,5 à 10. Comme on l'a déjà mentionné en guise d'introduction, l'invention concerne la fabrication de pièces en acier fritté en un matériau austénitique, lequel forme de la martensite lors d'une déformation et ainsi durcit. Ce faisant, la surface peut être compactée, mais on peut aussi fabriquer des pièces qui ne subissent aucune compaction de la surface, ou la densité de surface peut même être diminuée. De préférence, la surface est toutefois compactée. Par le procédé selon l'invention s'ouvrent de nouvelles possibilités dans le formage de pièces frittées de haute précision supportant de fortes sollicitations. En cela, plusieurs variantes de procédé sont possibles pour la fabrication du corps pressé. Ainsi, des pièces complètes peuvent être pressées en la poudre à fritter à base de fer. En outre, il est aussi possible de fabriquer des pièces dites composites. Pour cela, deux ou plusieurs mélanges différents de poudres frittées peuvent être versés par exemple l'un après l'autre dans la matrice de pressage et être ensuite pressés ensemble, ou l'on fabrique une pièce composite par pressage multiétagé des poudres, en ce que par exemple une pièce semi-finie est pressée en partant d'une poudre à fritter différente de la poudre à fritter à base de fer, et le cas échéant qu'elle est aussi frittée, puis, dans une étape de pressage ultérieure, que la poudre à fritter à base de fer est pressée avec ladite pièce, puis frittée conjointement. Une autre possibilité de fabrication de pièces composites consiste à former en l'autre poudre à fritter des pièces crues proches du contour définitif par pressage de la poudre, pièces qui seront aussi frittées le cas échéant, et ensuite, par un procédé de revêtement ou de pulvérisation, connu de l'état de la technique, d'appliquer la poudre à fritter à base de fer au moins dans les zones de la pièce en acier, respectivement de la pièce moulée frittée, qui sont soumises lors de l'utilisation de la pièce à une sollicitation accrue, et de fritter ensuite cette pièce crue plaquée, le cas échéant frittée. Évidemment, il y a dans ce cas la possibilité que l'ensemble de la surface de la pièce crue soit revêtu de la poudre à base de fer. Mais à la place de la pièce crue proche du contour définitif, on peut aussi utiliser une pièce semi-finie en un matériau plein, qui n'a pas été fabriquée d'après un procédé par frittage mais par exemple par un procédé de coulée ou par un procédé d'estampage. By way of introduction, it should be emphasized that individual characteristics or combinations of characteristics in the various exemplary embodiments described and described may constitute in themselves independent solutions constituting an invention or belonging to the invention. All specifications concerning ranges of values in hardware descriptions must be understood in such a way that they include any partial intervals and all possible intervals, eg specification 1 to 10 means that all partial intervals starting from the lower limit 1 and the upper limit 10 are included, i.e. all partial intervals beginning at a lower limit of 1 or more and ending at an upper limit of 10 or less, for example 1 to 1, 7, or 3.2 to 8.1 or 5.5 to 10. As As already mentioned by way of introduction, the invention relates to the manufacture of sintered steel parts made of an austenitic material, which forms martensite during deformation and thus cures. In doing so, the surface can be compacted, but can also be made parts that do not undergo any compaction of the surface, or the surface density can even be reduced. Preferably, however, the surface is compacted. By the method according to the invention open new possibilities in the forming of sintered parts of high precision supporting high loads. In this, several process variants are possible for the manufacture of the pressed body. Thus, complete parts can be pressed into the iron-based sintering powder. In addition, it is also possible to manufacture so-called composite parts. For this, two or more different mixtures of sintered powders can be poured for example one after the other in the pressing matrix and then pressed together, or a composite part is produced by multi-stage pressing of the powders, that for example a semi-finished part is pressed starting from a sintering powder different from the sintering powder based on iron, and if necessary it is also sintered, then, in a subsequent pressing step, that the iron-based sintering powder is pressed with the said part and then sintered together. Another possibility of manufacturing composite parts is to form in the other powder to sinter green parts close to the final contour by pressing the powder, which parts will also be sintered if necessary, and then by a coating process or spraying, known from the state of the art, to apply the iron-based sintering powder at least in the areas of the steel part, respectively of the sintered casting, which are subjected when using the piece at an increased stress, and then sinter this raw piece plated, if necessary sintered. Obviously, in this case there is the possibility that the entire surface of the green part is coated with the iron-based powder. But instead of the green part close to the final contour, it is also possible to use a semi-finished piece made of a solid material, which has not been manufactured according to a sintering process but for example by a casting process or by a stamping process.

Mais il est aussi possible d'assembler deux ou plusieurs pièces pressées dans des étapes de travail séparées au moyen de procédés connus, comme par exemple par assemblage à frittage, par brasage à frittage ou similaires. Lors de l'assemblage à frittage, il y a la possibilité d'assembler ensemble deux pièces crues ou deux pièces frittées ou une pièce frittée et une pièce crue, sachant que l'on peut aussi assembler plus de deux pièces, auquel cas la liste des possibilités pour deux pièces doit être adaptée en conséquence. Dans tous les cas, au moins une des deux ou de plusieurs pièces à assembler consistera au moins en partie en la poudre à fritter à base de fer, respectivement elle sera fabriquée en cette poudre. But it is also possible to assemble two or more pressed pieces in separate work steps using known methods, such as sintering, sintered brazing or the like. During the sintering assembly, it is possible to assemble together two green parts or two sintered parts or a sintered part and a green part, knowing that one can also assemble more than two parts, in which case the list possibilities for two rooms must be adapted accordingly. In any case, at least one of the two or more parts to be assembled will consist at least in part of the iron-based sintering powder, respectively it will be manufactured in this powder.

Il faut remarquer que l'autre poudre à fritter peut également être une poudre à fritter à base de fer, mais qu'elle présentera dans ce cas une composition différente. À côté de cela, on peut utiliser aussi comme autre poudre à fritter les poudres à fritter connues d'après l'état de la technique, par exemple à base de Cu, comme par exemple des bronzes. Moyennant un frittage adapté, il se forme dans les zones avec la poudre à fritter à base de fer la structure qui durcit lors d'une sollicitation mécanique. L'effet de durcissement repose sur le fait qu'après le frittage, on a une structure tendre, essentiellement austénitique, laquelle réagit à une sollicitation mécanique, en particulier par pression, et à la déformation qui en résulte par une transformation en une structure martensitique. Par cette transformation de structure, il se produit un durcissement de la zone déformée. La déformation peut être produite de différentes façons, par exemple par compression transversale (rouleaux transversaux) ou par compression axiale (rouleaux axiaux) ou par un post-pressage uni- ou multiétagé (par exemple calibrage) Les procédés de post-transformation les plus différents sont possibles. It should be noted that the other sintering powder may also be an iron-based sintered powder, but in this case it will have a different composition. In addition to this, the sinter powders known from the state of the art, for example based on Cu, for example bronzes, may also be used as other sintering powder. By means of a suitable sintering, the structure which hardens during a mechanical load is formed in the areas with the iron-based sintering powder. The curing effect is based on the fact that after sintering, there is a soft structure, essentially austenitic, which reacts to a mechanical stress, in particular by pressure, and to the resulting deformation by transformation into a martensitic structure . By this structural transformation, there is a hardening of the deformed zone. The deformation can be produced in different ways, for example by transverse compression (transverse rollers) or by axial compression (axial rolls) or by uni- or multistage post-pressing (eg calibration) The most different post-processing processes are possible.

Description générale du processus : 1.) Mélangeage des poudres Pour des pièces composites en d'autres poudres frittées, ce mélange de poudres des parties de la pièce ne devant pas durcir à la déformation peut être préparé selon l'état de la technique. Pour cela, on peut utiliser par exemple des mélanges de poudres à base de fer avec en tout jusqu'à 10 % en poids d'éléments d'alliage métalliques non ferreux, le cas échéant jusqu'à 5 % en poids de graphite et/ou le cas échéant jusqu'à 3 % en poids d'auxiliaires de pressage et le cas échéant jusqu'à 0,5 % en poids de liants organiques. Ces mélanges sont préparés par exemple de façon conventionnelle à partir, comme matériau de base, de poudre de fer pur, respectivement de poudres de fer pré-alliées ou alliées moyennant l'addition d'éléments d'alliage et le cas échéant d'autres substances auxiliaires. Ou alors on réalise des mélanges mères préalables sous forme hautement concentrée, éventuellement aussi moyennant l'utilisation de la température et/ou de solvants, et on les mélange ensuite avec de la poudre de fer ou on ajoute directement les différents composants dans la poudre de fer. Comme liants, on peut utiliser des résines, des silanes, des huiles, des polymères ou des colles. Les auxiliaires de pressage sont entre autres des cires, des stéarates, des silanes, des amides, des polymères. Par d'autres éléments d'alliage non ferreux comme par exemple du chrome, du cuivre, du nickel, du manganèse, du silicium, du molybdène et du vanadium, les propriétés de telles pièces frittées en poudres à base de fer peuvent être améliorées en conséquence, comme cela est déjà connu pour les aciers de par l'état de la technique. Ainsi, on peut éviter, par exemple par 11 l'addition de molybdène dans l'alliage, la fragilité de recuit des aciers au chrome. Ainsi, la trempabilité et la résilience sont améliorées. En outre, on peut augmenter la résistance au fluage à haute température. Par du nickel, on peut améliorer la déformabilité à froid. Par le manganèse, on peut améliorer la résistance à la traction et la limite d'élasticité. À l'aide de silicium, on peut empêcher pendant le recuit la précipitation de cémentite depuis la martensite. General description of the process: 1.) Mixing of powders For composite parts made of other sintered powders, this mixture of powders of parts of the part not to be hardened to deformation can be prepared according to the state of the art. For this purpose, it is possible to use, for example, mixtures of iron-based powders with a total of up to 10% by weight of non-ferrous metal alloy elements, where appropriate up to 5% by weight of graphite and / or or optionally up to 3% by weight of pressing aid and optionally up to 0.5% by weight of organic binders. These mixtures are prepared, for example, conventionally from a base material of pure iron powder or of pre-alloyed or alloyed iron powders by adding alloying elements and, if appropriate, other alloying elements. auxiliary substances. Alternatively, prior blends are made in highly concentrated form, optionally also with the use of the temperature and / or solvents, and then they are mixed with iron powder or the various components are added directly into the powder. iron. As binders, resins, silanes, oils, polymers or glues can be used. The pressing aids are among others waxes, stearates, silanes, amides, polymers. By other non-ferrous alloying elements such as chromium, copper, nickel, manganese, silicon, molybdenum and vanadium, the properties of such sintered pieces of iron-based powders can be improved. Consequently, as already known for steels from the state of the art. Thus, it is possible to avoid, for example by the addition of molybdenum in the alloy, the annealing brittleness of chromium steels. Thus, quenchability and resilience are improved. In addition, the creep resistance can be increased at high temperature. By nickel, the cold deformability can be improved. With manganese, the tensile strength and the yield strength can be improved. With the aid of silicon, the precipitation of cementite from martensite can be prevented during annealing.

Comme l'effet de principe de ces éléments d'alliage en eux-mêmes est connu d'après l'état de la technique, des explications supplémentaires sont ici superflues. La proportion d'éléments d'alliage non ferreux peut aussi être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,2 % en poids et une limite supérieure de 8 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 1 % en poids et une limite supérieure de 6 % en poids. Ce faisant, le cuivre peur être contenu en une proportion choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 6 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,1 % en poids et une limite supérieure de 4 % en poids, de préférence dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,2 % en poids et une limite supérieure de 2 % en poids. La proportion de chrome peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 5 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,1 % en poids et une limite supérieure de 4 % en poids, de préférence dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,2 % en poids et une limite supérieure de 3 % en poids. As the effect of principle of these alloying elements in themselves is known from the state of the art, additional explanations are superfluous here. The proportion of nonferrous alloying elements may also be selected in an interval with a lower limit of 0.2% by weight and an upper limit of 8% by weight, particularly in a range with a lower limit of 1%. by weight and an upper limit of 6% by weight. In doing so, the copper can be contained in a selected proportion in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 6% by weight, especially in an interval with a lower limit of 0.1% by weight. and an upper limit of 4% by weight, preferably in an interval with a lower limit of 0.2% by weight and an upper limit of 2% by weight. The proportion of chromium may be selected in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 5% by weight, particularly in an interval with a lower limit of 0.1% by weight and an upper limit of 4% by weight, preferably in an interval with a lower limit of 0.2% by weight and an upper limit of 3% by weight.

La proportion de nickel peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 8 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,1 % en poids et une limite supérieure de 4 % en poids, de préférence dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,2 % en poids et une limite supérieure de 2 % en poids. La proportion de manganèse peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 10 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,1 % en poids et une limite supérieure de 5 % en poids, de préférence dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,2 % en poids et une limite supérieure de 2 % en poids. La proportion de molybdène peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 3 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,1 % en poids et une limite supérieure de 1,5 % en poids, de préférence dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,2 % en poids et une limite supérieure de 0,85 % en poids. La proportion de silicium peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 5 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,1 % en poids et une limite supérieure de 2 % en poids, de préférence dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,2 % en poids et une limite supérieure de 0,5 % en poids. The proportion of nickel may be selected in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 8% by weight, particularly in an interval with a lower limit of 0.1% by weight and an upper limit of 4% by weight, preferably in an interval with a lower limit of 0.2% by weight and an upper limit of 2% by weight. The proportion of manganese may be selected in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 10% by weight, particularly in an interval with a lower limit of 0.1% by weight and an upper limit of 5% by weight, preferably in an interval with a lower limit of 0.2% by weight and an upper limit of 2% by weight. The proportion of molybdenum may be selected in a range with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 3% by weight, particularly in an interval with a lower limit of 0.1% by weight and an upper limit of 1.5% by weight, preferably in a range with a lower limit of 0.2% by weight and an upper limit of 0.85% by weight. The proportion of silicon may be selected in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 5% by weight, especially in an interval with a lower limit of 0.1% by weight and an upper limit of 2% by weight, preferably in an interval with a lower limit of 0.2% by weight and an upper limit of 0.5% by weight.

La proportion de vanadium peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 8 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,1 % en poids et une limite supérieure de 2 % en poids, de préférence dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,2 % en poids et une limite supérieure de 0,5 % en poids. The proportion of vanadium may be selected in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 8% by weight, especially in a range with a lower limit of 0.1% by weight and an upper limit of 2% by weight, preferably in an interval with a lower limit of 0.2% by weight and an upper limit of 0.5% by weight.

La proportion de graphite peut aussi être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 2 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,1 % en poids et une limite supérieure de 1,5 % en poids, de préférence dans un intervalle avec une limite inférieure de 0,2 % en poids et une limite supérieure de 0,8 % en poids. Des mélanges typiques sont par exemple : ^ Fe (pré-allié avec 0,85 % en poids de Mo) + 0,1 % en poids à 0,3 % en poids de C + 0,4 % en poids à 1,0 % en poids d'auxiliaire de pressage et éventuellement de liant • Fe + 1 % en poids à 3 % en poids de Cu + 0,5 % en poids à 0,9 % en poids de C + 0,3 % en poids à 0,8 % en poids d'auxiliaire de pressage et éventuellement de liant • Astaloy CrM (poudre de fer pré-allié avec Cr + Mo) + 1 % en poids à 3 % en poids de Cu + 0,1 % en poids à 1 % en poids de C + 0,3 % en poids à 1,0 % en poids d'auxiliaire de pressage et éventuellement de liant. Mais toutes les autres compositions usuelles en technique de frittage sont aussi possibles. La poudre à fritter à durcissement par formage à base de fer ou les alliages correspondants sont mélangés par les techniques de mélangeage conventionnelles. Lors de la fabrication, il faut tenir compte des particularités dans les propriétés des poudres hautement alliées, en particulier du fait qu'il s'agit pour ces matières de matériaux très durs, mal, respectivement pas du tout pressables. On peut utiliser d'une part des ferro-alliages avec une teneur de jusqu'à au moins approximativement 60 % en poids d'un ou de plusieurs éléments d'alliage du groupe Mn, Cr, Si, Mo, Co, V, B, Be, Ni et Al. Ou alors, on utilise des poudres à base de fer pulvérisées à l'eau, au gaz ou à l'huile moyennant l'addition de teneurs similaires en un ou plusieurs éléments dudit groupe Mn, Cr, Si, Mo, Co, V, B, Be, Ni et N2008/11700 Al. La teneur totale en ces métaux non ferreux dans la poudre à fritter à base de fer peut aussi être choisie en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 15 % en poids et une limite supérieure de 55 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 20 % en poids et une limite supérieure de 50 % en poids, respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure de 25 % en poids et une limite supérieure de 40 % en poids. Ce faisant, la proportion de manganèse dans le mélange prêt à presser de poudres à fritter à base de fer peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 35 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 5 % en poids et une limite supérieure de 25 % en poids, respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure de 10 % en poids et une limite supérieure de 15 % en poids. The proportion of graphite may also be selected in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 2% by weight, particularly in an interval with a lower limit of 0.1% by weight and an upper limit. 1.5% by weight, preferably in a range with a lower limit of 0.2% by weight and an upper limit of 0.8% by weight. Typical mixtures are for example: Fe (pre-alloyed with 0.85% by weight of Mo) + 0.1% by weight to 0.3% by weight of C + 0.4% by weight at 1.0 % by weight of pressing aid and optionally binder • Fe + 1% by weight to 3% by weight of Cu + 0.5% by weight to 0.9% by weight of C + 0.3% by weight at 0.8% by weight of pressing aid and optionally binder • Astaloy CrM (iron powder pre-alloyed with Cr + Mo) + 1% by weight to 3% by weight of Cu + 0.1% by weight at 1% by weight of C + 0.3% by weight to 1.0% by weight of pressing aid and optionally of binder. But all the other usual compositions in sintering technique are also possible. The iron-based hardening sintering powder or alloys are mixed by conventional mixing techniques. During manufacture, it is necessary to take into account the peculiarities in the properties of the highly alloyed powders, in particular the fact that these materials are very hard, badly or not at all squeezable. One can use on the one hand ferroalloys with a content of up to at least approximately 60% by weight of one or more alloying elements of the group Mn, Cr, Si, Mo, Co, V, B , Be, Ni and Al. Or, iron-based powders are sprayed with water, gas or oil by adding similar contents to one or more elements of said Mn, Cr, Si group. , Mo, Co, V, B, Be, Ni and N2008 / 11700 Al. The total content of these non-ferrous metals in the iron-based sintering powder can also be selected in particular in an interval with a lower limit of 15. % by weight and an upper limit of 55% by weight, especially in a range with a lower limit of 20% by weight and an upper limit of 50% by weight, respectively in a range with a lower limit of 25% by weight and an upper limit of 40% by weight. In doing so, the proportion of manganese in the press-ready mixture of iron-based sintering powders can be selected in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 35% by weight, particularly in a range with a lower limit of 5% by weight and an upper limit of 25% by weight, respectively in an interval with a lower limit of 10% by weight and an upper limit of 15% by weight.

La proportion de chrome dans le mélange prêt à presser de poudres à fritter à base de fer peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 20 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 4 % en poids et une limite supérieure de 15 % en poids, respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure de 7 % en poids et une limite supérieure de 12 % en poids. La proportion de silicium dans le mélange prêt à presser de poudres à fritter à base de fer peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 10 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 1 % en poids et une limite supérieure de 8 % en poids, respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure de 3 % en poids et une limite supérieure de 6 % en poids. 15 La proportion de molybdène dans le mélange prêt à presser de poudres à fritter à base de fer peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 10 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 2 % en poids et une limite supérieure de 8 % en poids, respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure de 4 % en poids et une limite supérieure de 6 % en poids. The proportion of chromium in the sintered iron-based sintering mixture may be selected in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 20% by weight, particularly in an interval with a lower limit of 4% by weight and an upper limit of 15% by weight, respectively in a range with a lower limit of 7% by weight and an upper limit of 12% by weight. The proportion of silicon in the iron-sintering powder-ready mixture may be selected in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 10% by weight, particularly in a range with lower limit of 1% by weight and an upper limit of 8% by weight, respectively in a range with a lower limit of 3% by weight and an upper limit of 6% by weight. The proportion of molybdenum in the sintered iron-based sintering mixture may be selected in a range with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 10% by weight, particularly in a range with a lower limit of 2% by weight and an upper limit of 8% by weight, respectively in a range with a lower limit of 4% by weight and an upper limit of 6% by weight.

La proportion de cobalt dans le mélange prêt à presser de poudres à fritter à base de fer peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 10 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 1 % en poids et une limite supérieure de 7 % en poids, respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure de 2,5 % en poids et une limite supérieure de 5 % en poids. La proportion de vanadium dans le mélange prêt à presser de poudres à fritter à base de fer peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 10 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 2,4 % en poids et une limite supérieure de 8,1 % en poids, respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure de 3,2 % en poids et une limite supérieure de 6,5 % en poids. La proportion de bore dans le mélange prêt à presser de poudres à fritter à base de fer peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 5 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 1 % en poids et une limite supérieure de 4 % en poids, respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure de 2 % en poids et une limite supérieure de 3 % en poids. La proportion de béryllium dans le mélange prêt à presser de poudres à fritter à base de fer peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 5 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 1,5 % en poids et une limite supérieure de 4,3 % en poids, respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure de 2,3 % en poids et une limite supérieure de 3,8 % en poids. La proportion de nickel dans le mélange prêt à presser de poudres à fritter à base de fer peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 35 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 5 % en poids et une limite supérieure de 25 % en poids, respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure de 10 % en poids et une limite supérieure de 15 % en poids. La proportion d'aluminium dans le mélange prêt à presser de poudres à fritter à base de fer peut être choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 0 % en poids et une limite supérieure de 10 % en poids, en particulier dans un intervalle avec une limite inférieure de 2 % en poids et une limite supérieure de 7,8 % en poids, respectivement dans un intervalle avec une limite inférieure de 3,9 % en poids et une limite supérieure de 62 % en poids. Des mélanges appropriés sont par exemple : The proportion of cobalt in the iron-sintering powder-ready mixture may be selected in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 10% by weight, particularly in a range with lower limit of 1% by weight and an upper limit of 7% by weight, respectively in a range with a lower limit of 2.5% by weight and an upper limit of 5% by weight. The proportion of vanadium in the sintered iron-based sintering mixture may be selected in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 10% by weight, especially in an interval with a lower limit of 2.4% by weight and an upper limit of 8.1% by weight, respectively in a range with a lower limit of 3.2% by weight and an upper limit of 6.5% by weight. The proportion of boron in the iron-sintering powder-ready mixture may be selected in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 5% by weight, particularly in an interval with lower limit of 1% by weight and an upper limit of 4% by weight, respectively in a range with a lower limit of 2% by weight and an upper limit of 3% by weight. The proportion of beryllium in the iron-sintering powder-ready mixture may be selected in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 5% by weight, particularly in a range with lower limit of 1.5% by weight and an upper limit of 4.3% by weight, respectively in a range with a lower limit of 2.3% by weight and an upper limit of 3.8% by weight. The proportion of nickel in the press-ready mixture of iron-based sinter powders may be selected in a range with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 35% by weight, particularly in a range with lower limit of 5% by weight and an upper limit of 25% by weight, respectively in a range with a lower limit of 10% by weight and an upper limit of 15% by weight. The proportion of aluminum in the iron-sintering powder-ready mixture may be selected in an interval with a lower limit of 0% by weight and an upper limit of 10% by weight, particularly in an interval with a lower limit of 2% by weight and an upper limit of 7.8% by weight, respectively in a range with a lower limit of 3.9% by weight and an upper limit of 62% by weight. Suitable mixtures are, for example:

18 % en poids de Mn + 2,5 % en poids d'Al + 3,5 % 30 en poids de Si + 0,5 % en poids de V + 0,3 % en poids de B, le reste étant du Fe ou 24 % en poids de Mn + 3 % en poids d'Al + 2,5 Gew.-0/0 de Si, le reste étant du Fe 35 ou 14 % en poids de Mn, 5 % en poids de Ni + 3 % en poids d'Al + 3 % en poids de Si, le reste étant du Fe. 18% by weight of Mn + 2.5% by weight of Al + 3.5% by weight of Si + 0.5% by weight of V + 0.3% by weight of B, the remainder being Fe or 24% by weight of Mn + 3% by weight of Al + 2.5 Gew.-0/0 of Si, the remainder being Fe 35 or 14% by weight of Mn, 5% by weight of Ni + 3 % by weight of Al + 3% by weight of Si, the remainder being Fe.

Ces mélanges sont dispersés et homogénéisés par des méthodes appropriées de mélangeage de la métallurgie des poudres. Il est aussi possible d'utiliser la technique de procédé des liants, connue d'après l'état de la technique, ou le processus connu de l'alliage par diffusion pour une distribution uniforme, spécialement des fractions fines de la poudre. 2) Pressage Les mélanges de poudres de fer préparés d'après les procédés cités ci-avant sont comprimés et mis en forme par un procédé de pressage coaxial. Ce faisant, il faut veiller à tenir compte dès la fabrication des moules de pressage des changements de forme et de configuration se produisant pendant les étapes suivantes du processus. Selon la densité en vrac et la densité théorique des mélanges de poudres, on applique des pressions de pressage de 600 MPa à 1200 MPa. These mixtures are dispersed and homogenized by appropriate methods of mixing the powder metallurgy. It is also possible to use the binder method technique, known from the state of the art, or the known process of diffusion alloying for uniform distribution, especially fine fractions of the powder. 2) Pressing The iron powder mixtures prepared according to the processes mentioned above are compressed and shaped by a coaxial pressing process. In doing so, care must be taken to take into account, as soon as the press molds are manufactured, changes in shape and configuration occurring during the subsequent stages of the process. Depending on the bulk density and theoretical density of the powder mixtures, pressing pressures of 600 MPa to 1200 MPa are applied.

Pour la fabrication de pièces composites en poudres conventionnelles avec des parties, respectivement des zones qui consistent en des alliages à durcissement par déformation, il est possible d'utiliser des techniques de remplissage à poudres doubles ou multiples. Avec ces méthodes, on réussit à introduire différentes poudres dans différentes zones du moule et à les mettre ensuite en forme ensemble par pressage des poudres. À l'aide de telles méthodes, il est aussi possible de placer des pièces frittées dans le moule de pressage de poudre et de les enrober ensuite de poudre pas pressage. Les corps pressés (appelés aussi pièces crues) obtenus de ces différentes façons sont le point de départ pour les étapes suivantes du processus. À la place des procédés de pressage coaxiaux, on peut aussi appliquer d'autres procédés de pressage, comme ils sont courants dans la technologie du frittage, c'est- à-dire aussi par exemple des procédés de pressage isostatiques, etc. For the manufacture of conventional powder composite parts with parts, respectively areas which consist of strain hardening alloys, it is possible to use double or multiple powders. With these methods, it is possible to introduce different powders in different areas of the mold and then put them together by pressing the powders. Using such methods, it is also possible to place sintered pieces in the powder pressing mold and then to coat them with non-pressing powder. The pressed bodies (also called raw parts) obtained in these different ways are the starting point for the next steps of the process. Instead of the coaxial pressing processes, other pressing methods can also be applied, as they are common in sintering technology, ie also for example isostatic pressing processes, etc.

3.) Décirage et frittage Les corps pressés peuvent être pré-frittés par traitement thermique et le cas échéant moyennant l'action de gaz atmosphériques au moins partiellement carburants. En l'occurrence, on obtient des atmosphères réductrices par l'utilisation de mélanges azote-hydrogène avec jusqu'à 50 % en volume d'hydrogène. La teneur en hydrogène peut aussi être de 0 % en volume à 100 % en volume ou de 1 % en volume à 60 % en volume ou de 2 % en volume à 40 % en volume. En option, on peut aussi utiliser des gaz carburants (endogaz, méthane, propane et similaires). La température pour le pré-frittage peut être comprise par exemple entre 600 °C et 1050 °C, le temps de pré-frittage pouvant être compris par exemple entre 10 minutes et 2 heures. Par le pré-frittage, les liants et les lubrifiants organiques sont brûlés et une légère cohésion par frittage entre les particules est réalisée. Par la dissolution incomplète des différents éléments d'alliage, on peut ajuster un niveau de dureté plus bas. La dureté de la pièce frittée peut être réglée de préférence de telle sorte que lors du processus de compactage qui suit (calibrage), de hauts degrés de déformation avec jusqu'à 30% de surhauteur soient possibles. En particulier pour des duretés de moins de 140 HB 2,5/62,5, on a pu observer une formabilité surprenante. 3.) Dewaxing and sintering The pressed bodies can be pre-sintered by heat treatment and possibly by the action of at least partially fuel atmospheric gases. In this case, reducing atmospheres are obtained by the use of nitrogen-hydrogen mixtures with up to 50% by volume of hydrogen. The hydrogen content can also be from 0% by volume to 100% by volume or from 1% by volume to 60% by volume or from 2% by volume to 40% by volume. Optionally, it is also possible to use fuel gases (endogaz, methane, propane and the like). The temperature for the pre-sintering may be, for example, between 600 ° C. and 1050 ° C., the pre-sintering time being for example between 10 minutes and 2 hours. By pre-sintering, binders and organic lubricants are burned and a slight cohesion by sintering between the particles is achieved. By the incomplete dissolution of the various alloying elements, a lower level of hardness can be adjusted. The hardness of the sintered part can be adjusted preferably so that during the following compaction process (sizing), high degrees of deformation with up to 30% overflow are possible. In particular for hardnesses of less than 140 HB 2.5 / 62.5, surprising formability has been observed.

Des éléments d'alliage à affinité particulière pour l'oxygène, comme par exemple le Cr, sont difficiles à manipuler lors du pré-frittage. Par le choix des paramètres de processus dans les limites spécifiées, une formation massive d'oxyde pendant le pré-frittage peut être évitée au moins en grande partie, de telle sorte qu'elle ne se répercute pas négativement sur la formabilité. 19 Dans l'état pré-fritté, les poudres de base pré-alliées au Cr-Mo sont aussi mieux calibrables. Pendant le pré-frittage, il ne se produit un frittage des grains de poudre que dans une mesure limitée, ce qui conduit à la formation d'un assemblage par frittage plutôt faible. Par une température de pré-frittage de moins de 1100 °C, on peut en outre arriver à ce que le graphite ne diffuse que partiellement dans la matrice de fer. Particular affinity alloy elements for oxygen, such as Cr, are difficult to handle during pre-sintering. By the choice of process parameters within the specified limits, massive oxide formation during pre-sintering can be avoided at least in large part, so that it does not negatively affect the formability. In the pre-sintered state, the base powders pre-alloyed with Cr-Mo are also better calibratable. During pre-sintering, sintering of the powder grains occurs only to a limited extent, which leads to the formation of a rather weak sintering assembly. By a pre-sintering temperature of less than 1100 ° C, it can further be achieved that the graphite diffuses only partially in the iron matrix.

Les températures lors du frittage lui-même sont typiquement comprises entre 1100 °C et 1350 °C, ou plus selon le système d'alliage utilisé, le temps de frittage étant compris entre 10 minutes et 2 heures, en particulier entre 29 minutes et 60 minutes. The temperatures during the sintering itself are typically between 1100 ° C. and 1350 ° C., or more depending on the alloy system used, the sintering time being between 10 minutes and 2 hours, in particular between 29 minutes and 60 minutes. minutes.

Après le frittage, respectivement le pré-frittage, la pièce frittée est refroidie, ce pour quoi on règle de préférence une vitesse de refroidissement choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 10 °C/minute et une limite supérieure de 250 °C/minute, en particulier choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 30 °C/minute et une limite supérieure de 200 °C/minute, par exemple choisie dans un intervalle avec une limite inférieure de 50 °C/minute et une limite supérieure de 150 °C/minute. 4.) Transformation martensitique de structure Tous les procédés connus de formage sont applicables, comme on l'a déjà exposé ci-avant. Dans tous les cas, le formage vise à transformer par la déformation au moins en partie, de préférence à au moins 99 %, la structure essentiellement austénitique (laquelle existe au moins dans les zones de bordure) en martensite. La sollicitation mécanique à la pression peut être effectuée à une pression choisie dans un des intervalles cités précédemment. Le cas échéant, le formage peut aussi être effectué à une température plus élevée. Ce faisant, la température pour le formage à froid, respectivement à chaud, peut être choisie dans les intervalles cités précédemment. Pour cela, la pièce frittée peut être chauffée avant le formage et/ou on peut travailler avec un moule tempéré. After sintering, respectively pre-sintering, the sintered part is cooled, for which a selected cooling rate is preferably set in a range with a lower limit of 10 ° C / min and an upper limit of 250 ° C / min. minute, in particular selected in an interval with a lower limit of 30 ° C / minute and an upper limit of 200 ° C / minute, for example selected in a range with a lower limit of 50 ° C / minute and an upper limit of 150 ° C / minute. 4.) Martensitic Structure Transformation All known forming processes are applicable, as already discussed above. In all cases, the forming is intended to transform at least partly, preferably at least 99%, the essentially austenitic structure (which exists at least in the edge regions) into martensite by deformation. The mechanical stressing at the pressure can be carried out at a pressure chosen in one of the intervals mentioned above. If necessary, the forming can also be carried out at a higher temperature. In doing so, the temperature for the cold forming, respectively hot, can be chosen in the ranges mentioned above. For this, the sintered part can be heated before forming and / or it can work with a tempered mold.

Il est aussi possible qu'après le frittage, la pièce ne se refroidisse pas à la température ambiante mais à cette température pour le formage, de telle sorte qu'un conditionnement thermique supplémentaire de la pièce, respectivement du moule, n'est pas nécessaire. It is also possible that after sintering, the workpiece does not cool to room temperature but to this temperature for forming, so that additional thermal conditioning of the workpiece or mold is not necessary. .

Par la sollicitation mécanique de la pièce frittée, on peut atteindre des duretés de surface entre 400 HV5 et 750 HV5. By mechanical stressing of the sintered part, surface hardness can be achieved between 400 HV5 and 750 HV5.

5.) Post-traitement thermochimique Par suite des excellentes propriétés après le durcissement au formage, des traitements thermiques supplémentaires ne sont normalement pas nécessaires. Mai il est cependant possible d'effectuer en plus en option un traitement thermique (par exemple détrempe ou recuit) pour parfaire l'optimisation des propriétés. Auparavant, les pièces sont souvent dégraissées thermiquement. Si l'on utilise des matériaux à durcissement au frittage pour des pièces composites, on peut faire appel à un procédé non carburant, comme la trempe à induction. 5.) Thermochemical after-treatment Due to the excellent properties after forming curing, additional heat treatments are not normally necessary. May it is however possible to perform more optional heat treatment (eg tempering or annealing) to complete the optimization of properties. Previously, the parts are often degreased thermally. If sinter-curing materials are used for composite parts, a non-fuel process such as induction quenching can be used.

6.) Transformation mécanique Tous les procédés mécaniques de post-transformation ou de plaquage connus d'après l'état de la technique sont 30 possibles. 6.) Mechanical transformation All post-processing or plating mechanical processes known from the state of the art are possible.

Exemple 1 : pignon compacté en surface : Composition de la poudre à fritter : 18 % en poids de Mn + 3,5 % en poids de Si + 2,5 % en poids d'Al + 35 0,5 % en poids de V + 0,3 % en poids de B + 1 % en poids d'auxiliaires de pressage, le reste étant du Fe Pression de pressage pour la fabrication de la pièce crue : 800 MPa (densité 6,8 g/cm3) Température pendant le frittage : 1280 °C Temps de frittage : 45 minutes Composition de l'atmosphère réductrice : N2/H2 (60 % en volume/40 % en volume) Compactage de la surface par roulage de la denture : pratiquement densité théorique jusqu'à une profondeur de 0,5 mm pour une dureté de la surface > 400 HV-5 Le pignon fritté fini a montré dans les tests dynamiques comparatifs des propriétés de résistance à la fatigue meilleures que des pignons frittés de même géométrie qui ont été fabriqués en une poudre à fritter conventionnelle et qui ont été cémentés après le compactage de la surface. Example 1: Surface compacted pinion: Composition of the sintering powder: 18% by weight of Mn + 3.5% by weight of Si + 2.5% by weight of Al + 0.5% by weight of V + 0.3% by weight of B + 1% by weight of pressing auxiliaries, the remainder being Fe Pressing pressure for the manufacture of the green part: 800 MPa (density 6.8 g / cm 3) Temperature during the sintering: 1280 ° C Sintering time: 45 minutes Composition of the reducing atmosphere: N2 / H2 (60% by volume / 40% by volume) Compaction of the surface by rolling of the toothing: practically theoretical density to a depth 0.5 mm for surface hardness> 400 HV-5 The finished sintered gear showed in comparative dynamic tests better fatigue properties than sintered gears of the same geometry which were made of conventional sinter and which have been cemented after compaction of the surface.

Exemple 2 : pignon de chaîne composite compacté en surface avec surface fonctionnelle durcie au formage : Sur une pièce crue en poudre à fritter conventionnelle, on applique par pulvérisation sur la surface fonctionnelle une couche de poudre à fritter durcissable au formage et on fabrique par frittage une pièce composite, laquelle est ensuite partiellement compactée et mise ainsi en forme et durcie. Example 2: Surface compacted composite chain sprocket with form-hardened functional surface: On a conventional green powder-form blank, a layer of form-hardenable sintering powder is spray-applied onto the functional surface and sintering is carried out. composite part, which is then partially compacted and shaped and hardened.

Composition de la poudre à fritter pour la pièce de base : 2 % en poids de Cu + 0,7 % en poids de C + 0,8 % en poids d'auxiliaire de pressage, le reste étant du Fe Pression de pressage pour la fabrication de la pièce crue : 600 MPa (densité 6,9 g/cm3) Composition de la poudre à fritter pour la surface fonctionnelle : 14 % en poids de Mn + 5 % en poids de Ni + 3 % en poids d'Al + 3 % en poids de Si + 6 % en poids d'auxiliaire de pressage + 2 % en poids de liant, le reste étant du Fe Épaisseur de couche de la poudre à fritter pour la surface fonctionnelle après l'application par pulvérisation : 1,2 mm Température pendant le frittage : 1250 °C Temps de frittage : 45 minutes Composition de l'atmosphère réductrice : N2/H2 (95 % en volume/5 % en volume) Épaisseur de couche de la poudre à fritter pour la surface fonctionnelle après le frittage : 0,5 mm Compactage de la surface par roulage de la surface fonctionnelle : pratiquement densité théorique jusqu'à une profondeur de 0,2 mm pour une dureté de la surface > 400 HV-5 Le pignon de chaîne composite fini a montré par rapport à des pignons de chaîne fabriqués de façon conventionnelle une résistance à l'usure nettement améliorée. Composition of the sintering powder for the base part: 2% by weight of Cu + 0.7% by weight of C + 0.8% by weight of pressing aid, the remainder being Fe Pressing pressure for the manufacture of the green part: 600 MPa (density 6.9 g / cm3) Composition of the sintering powder for the functional surface: 14% by weight of Mn + 5% by weight of Ni + 3% by weight of Al + 3% by weight of Si + 6% by weight of pressing aid + 2% by weight of binder, the remainder being Fe Thickness of the layer to be sintered for the functional surface after the spray application: 1, 2 mm Temperature during sintering: 1250 ° C Sintering time: 45 minutes Composition of the reducing atmosphere: N2 / H2 (95% by volume / 5% by volume) Thickness of the sintering powder for the functional surface after Sintering: 0.5 mm Compaction of the surface by rolling of the functional surface: practically theoretical density to a depth 0.2 mm for surface hardness> 400 HV-5 The finished composite chain sprocket showed significantly improved wear resistance compared to conventionally manufactured chain sprockets.

Les exemples de réalisation montrent les variantes de réalisation possibles du procédé selon l'invention, sachant que l'on doit remarquer ici que l'invention ne se limite pas aux variantes de réalisation spécialement illustrées de celle-ci, mais qu'au contraire diverses combinaisons des différentes variantes de réalisation et de la description sont aussi possibles et que ces possibilités de variation, compte tenu de l'enseignement sur les actions techniques par une invention objective, résident dans le savoir-faire de l'homme du métier actif sur ce domaine technique. The exemplary embodiments show the possible variants of the method according to the invention, knowing that it should be noted here that the invention is not limited to the specially illustrated embodiments thereof, but that on the contrary various combinations of the different embodiments and of the description are also possible and that these possibilities of variation, taking into account the teaching of technical actions by an objective invention, reside in the know-how of the person skilled in the art on this subject. technical area.

Claims

REVENDICATIONS1. A process for manufacturing a steel molded part by using an iron-based sintered powder which contains at least one non-ferrous metal, which is selected from a group consisting of Mn, Cr, Si, Mo, Co, V, B, Be, Ni and Al, the remainder being Fe with the unavoidable impurities of the manufacture, including the steps of providing the powder to be sintered, compressing the sintering powder into a green mold part, sintering the green part under a reducing atmosphere, followed by cooling and hardening, characterized in that the total proportion of the non-ferrous metals in the sintering powder is selected in an interval with a lower limit of 1% by weight and an upper limit of 60% by weight and in that the sintering powder is sintered at least approximately completely to give an austenitic structure and what hardening is performed by mechanical stressing of the steel molded part by at least partial transformation of the austenitic structure into a martensitic structure.

2. Method according to claim 1, characterized in that the mechanical stress is carried out with a pressure which is at least as great as the pressure at -10% of the pressure limit of the respective material (measured according to DIN 50106).

3. Method according to claim 1, characterized in that the mechanical biasing is performed at a temperature which is selected in an interval with a lower limit of 20 ° C and an upper limit of 180 ° C or which is selected in a range with a lower limit of 180 ° C and an upper limit of 550 ° C.

4. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a fuel gas is added to the reducing atmosphere for sintering or a fuel gas is used as a reducing atmosphere.

5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the steel casting is manufactured with a core density of 7.3 g / cm3 at most.

6. Process according to any one of claims 1 to 5, characterized in that graphite is added to the powder to be sintered in a proportion which is selected in an interval with a lower limit of 0.1% by weight and a limit. greater than 5% by weight.

7. Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that up to 8% by weight of pressing aid and / or up to 2% by weight of a binder, in particular organic, are added to the iron powder.

8. Process according to any one of claims 1 to 7, characterized in that an additional sintering powder is poured into the mold and is pressed together with the iron-based sintering powder.

9. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that in a first step, a semi-finished molded piece is manufactured, in that it is placed in the mold and is coated at least in places iron-based steel powder and that it is sintered together with the iron-based steel powder.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that in a first step a semi-finished casting is made of the iron-based sintering powder and the semi-finished casting is assembled in a subsequent step to another finished molded part into a different crystalline powder from the sintered powder of the first semi-finished molded part.

A sintered molded article having a molded body of an iron-based sintered powder which contains at least one non-ferrous metal, which is selected from a group consisting of Mn, Cr, Si, Mo, Co , V, B, Be, Ni and Al, the remainder being Fe with the inevitable impurities of the manufacture, characterized in that the total proportion of said at least one non-ferrous metal in the powder to fritter is selected in an interval with a lower limit of 1% by weight and an upper limit of 60% by weight and in that the mold body has at least the surface or the areas close to the surface, respectively in areas of the surface with a higher stress, a martensitic structure obtained by deformation.

12. Sintered part according to claim 11, characterized in that the mold body is made in part of another sintering powder, different from the iron-based sintering powder.