RU2333075C2

RU2333075C2 - Method of parts manufacturing on basis of iron by means of pressing at higher pressures

Info

Publication number: RU2333075C2
Application number: RU2005115474/02A
Authority: RU
Inventors: Михаил Кейзельман; Пауль Скоглунд; Хильмар Видарссон
Original assignee: Хеганес Аб
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2008-09-10
Also published as: MXPA05004256A; TW201127521A; KR101179725B1; JP2006503983A; AU2003269786A1; WO2004037468A1; PL375094A1; EP1554071B1; JP4909514B2; RU2005115474A; KR20050059285A; KR20110114689A; DE60335280D1; TWI415698B; EP1554071A1; ATE490830T1; BR0314079A; PL208668B1; AU2003269786B2; CA2495697A1

Abstract

The present invention concerns a process for the preparation of high density green compacts comprising the steps of providing an iron-based powder essentially free from fine particles; optionally mixing said powder with graphite and other additives; uniaxially compacting the powder in a die at a compaction pressure of at least about 800 MPa and ejecting the green body. The invention also concerns the powder used in the method.

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к металлическим порошковым композициям, применяемым в порошковой металлургии. Более точно, изобретение относится к способу изготовления деталей, имеющих высокую плотность, с использованием этих композиций.The present invention relates to metal powder compositions used in powder metallurgy. More specifically, the invention relates to a method for manufacturing high density parts using these compositions.

Имеется несколько преимуществ от применения способов порошковой металлургии при производстве конструктивных деталей по сравнению с обычными сопоставимыми способами с использованием полноплотной стали. Так, расход энергии в этом случае намного ниже, а коэффициент использования материалов намного выше. Другим важным фактором в пользу технологии порошковой металлургии является то, что детали с окончательной формой или почти окончательной формой могут быть получены непосредственно после процесса спекания, без дорогостоящих процессов придания формы, таких как токарная обработка, фрезерование, растачивание (сверление) или шлифование. Однако обычно полноплотные стальные материалы имеют более высокие механические свойства по сравнению с ПМ-деталями (т.е. деталями, изготовленными методами порошковой металлургии). Главным образом, это обусловлено наличием пористости в ПМ-деталях. Поэтому стремятся повысить плотность ПМ-деталей с целью достижения значений плотности, как можно более близких к значению плотности полноплотной стали.There are several advantages of using powder metallurgy methods in the manufacture of structural parts compared to conventional comparable methods using full-dense steel. Thus, the energy consumption in this case is much lower, and the utilization rate of materials is much higher. Another important factor in favor of powder metallurgy technology is that parts with a final shape or an almost final shape can be obtained immediately after the sintering process, without expensive shaping processes such as turning, milling, boring (drilling) or grinding. However, typically full-dense steel materials have higher mechanical properties compared to PM parts (i.e., parts made by powder metallurgy methods). This is mainly due to the presence of porosity in the PM parts. Therefore, they strive to increase the density of PM parts in order to achieve density values as close as possible to the density value of full-density steel.

Среди способов, используемых для достижения более высокой плотности ПМ-деталей, способ объемной штамповки порошков имеет то преимущество, что могут быть получены полноплотные детали. Однако этот процесс является дорогостоящим и используется в основном в серийном производстве более крупных деталей, таких как соединительные тяги. Полноплотные материалы также могут быть получены за счет повышенных давлений при высоких температурах, таких же, как при горячем изостатическом прессовании (ГИП), но этот способ также является дорогостоящим.Among the methods used to achieve a higher density of PM parts, the method of bulk stamping of powders has the advantage that full-density parts can be obtained. However, this process is expensive and is mainly used in mass production of larger parts, such as connecting rods. Full-dense materials can also be obtained by elevated pressures at high temperatures, the same as with hot isostatic pressing (HIP), but this method is also expensive.

При использовании способа теплого прессования, когда прессование производят при слегка повышенной температуре, обычно от 120 до 250°C, плотность может быть увеличена примерно на 0,2 г/см³, что приводит к значительному улучшению механических свойств. Однако недостатком является то, что способ теплого прессования подразумевает дополнительные расходы и обработку. Другие способы, такие как двойное прессование, двойное спекание, спекание при повышенных температурах и т.д., могут дополнительно повысить плотность. Эти способы также будут увеличивать дополнительные производственные расходы, снижая тем самым общую эффективность с точки зрения затрат.When using the warm pressing method, when the pressing is performed at a slightly elevated temperature, usually from 120 to 250 ° C, the density can be increased by about 0.2 g / cm ³ , which leads to a significant improvement in mechanical properties. However, the disadvantage is that the method of warm pressing involves additional costs and processing. Other methods, such as double pressing, double sintering, sintering at elevated temperatures, etc., can further increase the density. These methods will also increase additional manufacturing costs, thereby reducing overall cost-effectiveness.

Таким образом, для расширения рынка сбыта полученных методами порошковой металлургии деталей и использования преимуществ технологии порошковой металлургии необходим простой, менее дорогой способ достижения высокой плотности прессовок с повышенной прочностью при статической и динамической механических нагрузках.Thus, to expand the market for parts obtained by powder metallurgy methods and to take advantage of powder metallurgy technology, a simple, less expensive way to achieve a high density of compacts with increased strength under static and dynamic mechanical loads is required.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Теперь было установлено, что детали высокой плотности могут быть получены с использованием высоких давлений прессования в комбинации с крупнозернистыми порошками. Принимая во внимание известный уровень техники, согласно которому обычно используемые порошки, т.е. порошки, включающие в себя мелкие частицы, не могут быть спрессованы до высоких плотностей без проблем, связанных, например, с поврежденными или ухудшенными поверхностями прессовок, данное решение является совершенно неожиданным. В частности, способ согласно настоящему изобретению включает в себя стадии обеспечения порошка на основе железа, по существу, свободного от мелких частиц; необязательного смешивания упомянутого порошка с графитом и другими добавками; одноосного прессования порошка в пресс-форме при высоком давлении; и выталкивания неспеченной прессованной заготовки, которую впоследствии можно спекать.It has now been found that high density parts can be obtained using high pressing pressures in combination with coarse powders. Considering the prior art, according to which commonly used powders, i.e. powders, including small particles, cannot be pressed to high densities without problems associated, for example, with damaged or deteriorated surfaces of compacts, this solution is completely unexpected. In particular, the method according to the present invention includes the steps of providing an iron-based powder substantially free of fine particles; optionally mixing said powder with graphite and other additives; uniaxial pressing of the powder in the mold at high pressure; and pushing the green sintered preform, which can subsequently be sintered.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Термин "высокая плотность" означает здесь плотность прессовок, составляющую по меньшей мере примерно 7,3 г/см³. Детали, имеющие более низкие плотности, конечно, также можно производить, но предполагается, что они представляют меньший интерес.The term "high density" means here the density of the compacts, comprising at least about 7.3 g / cm ³ . Parts having lower densities can of course also be manufactured, but it is assumed that they are of less interest.

Порошок на основе железа согласно настоящему изобретению включает в себя порошок чистого железа, такой как распыленный порошок железа, порошок губчатого железа, порошок восстановленного железа; порошок частично диффузионно-легированной стали; и порошок полностью легированной стали. Порошок частично диффузионно-легированный стали предпочтительно представляет собой порошок стали, частично легированной одним или более элементами из Cu, Ni и Mo. Порошок полностью легированной стали предпочтительно представляет собой порошок стали, легированной Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, V, Co, W, Nb, Ti, Al, P, S и В. Интерес представляют также порошки нержавеющей стали.The iron-based powder of the present invention includes pure iron powder, such as atomized iron powder, sponge iron powder, reduced iron powder; partially diffusion alloy steel powder; and powder of fully alloy steel. Partially diffusion alloyed steel powder is preferably a steel powder partially alloyed with one or more elements of Cu, Ni and Mo. The powder of fully alloyed steel is preferably a powder of steel alloyed with Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, V, Co, W, Nb, Ti, Al, P, S, and B. Stainless steel powders are also of interest.

Что касается формы частиц, то предпочтительно, чтобы частицы имели неправильную форму, как и при получении путем распыления водой. Также могут представлять интерес порошки губчатого железа, имеющие частицы неправильной формы.Regarding the shape of the particles, it is preferable that the particles have an irregular shape, as when obtained by spraying with water. Sponge iron powders having irregularly shaped particles may also be of interest.

Критически важным признаком изобретения является то, что используемый порошок содержит крупные частицы, т.е. представляет собой порошок, по существу, без мелких частиц. Термин "по существу, без мелких частиц" означает, что менее примерно 5% частиц порошка имеют размер ниже 45 мкм, измеренный способом, описанным в SS-EN 24497. В настоящий момент наиболее интересные результаты были достигнуты с порошками, по существу, состоящими из частиц размером свыше примерно 106 мкм, а особенно свыше примерно 212 нм. Термин "по существу, состоит" означает то, что по меньшей мере 50%, предпочтительно по меньшей мере 60%, а более предпочтительно по меньшей мере 70%, частиц имеют размер частиц свыше 106 и 212 мкм соответственно. Максимальный размер частиц может составлять примерно 2 мм. Распределение частиц по размеру для порошков на основе железа, используемых в ПМ-производстве, является нормально распределенным согласно гауссову распределению со средним диаметром частиц в интервале от 30 до 100 мкм и примерно 10-30% - менее 45 мкм. Порошки на основе железа, по существу, свободные от мелких частиц, могут быть получены путем удаления более мелких фракций порошка или путем получения порошка, имеющего желаемое распределение частиц по размеру.A critical feature of the invention is that the powder used contains large particles, i.e. is a powder essentially free of fine particles. The term “substantially free of fine particles” means that less than about 5% of the powder particles have a size below 45 microns as measured by the method described in SS-EN 24497. Currently, the most interesting results have been achieved with powders essentially consisting of particles larger than about 106 microns, and especially above about 212 nm. The term "essentially consists" means that at least 50%, preferably at least 60%, and more preferably at least 70%, of the particles have a particle size of more than 106 and 212 microns, respectively. The maximum particle size may be about 2 mm. The particle size distribution for iron-based powders used in PM production is normally distributed according to a Gaussian distribution with an average particle diameter in the range of 30 to 100 μm and about 10-30% to less than 45 μm. Iron-based powders substantially free of fine particles can be obtained by removing smaller fractions of the powder or by obtaining a powder having a desired particle size distribution.

Влияние распределения частиц по размеру и влияние формы частиц на характеристики прессования и свойства прессованной заготовки были предметом углубленных исследований. Так, патент США №5594186 раскрывает способ получения ПМ-деталей с плотностью свыше 95% от теоретической плотности путем использования, по существу, линейных, игольчатых металлических частиц, имеющих треугольное поперечное сечение. Такие частицы подходящим образом получают путем механической обработки или измельчения.The influence of particle size distribution and the influence of particle shape on the characteristics of the pressing and the properties of the pressed billet have been the subject of in-depth studies. So, US patent No. 5594186 discloses a method for producing PM parts with a density of over 95% of theoretical density by using essentially linear, needle-shaped metal particles having a triangular cross section. Such particles are suitably prepared by machining or grinding.

Порошки, имеющие крупные частицы, также используют для производства магнитно-мягких деталей. Так, патент США №6309748 раскрывает ферромагнитный порошок, частицы которого имеют размер в диаметре между 40 и 600 мкм. В отличие от частиц порошка на основе железа согласно настоящему изобретению, эти частицы порошка снабжены покрытием.Powders having large particles are also used for the production of soft magnetic parts. So, US patent No. 6309748 discloses a ferromagnetic powder, the particles of which have a diameter in diameter between 40 and 600 microns. Unlike the iron-based powder particles of the present invention, these powder particles are coated.

В патенте США №4190441 раскрыта порошковая композиция для получения спеченных магнитномягких деталей. В этом патенте порошок железа включает в себя частицы, размер менее 5% которых превышает 417 мкм, и при этом менее примерно 20% частиц порошка имеют размер менее 147 мкм. Этот патент показывает, что механические свойства деталей, произведенных из этого крупнозернистого, высокочистого порошка, являются очень низкими вследствие очень низкого содержания частиц размером менее 147 мкм - очень низкое. Кроме того, этот патент показывает, что если желательна более высокая прочность, то невозможно повысить содержание частиц, имеющих размер менее 147 мкм, без одновременного ухудшения магнитно-мягких свойств. Поэтому данный порошок смешивают с определенными количествами феррофосфора. Графит, который может быть использован в композициях согласно настоящему изобретению, не упомянут в этом патенте, а кроме того, присутствие графита ухудшило бы магнитные свойства.US Pat. No. 4,190,441 discloses a powder composition for producing sintered, soft magnetic parts. In this patent, iron powder includes particles whose size is less than 5% of which exceeds 417 microns, and less than about 20% of the powder particles have a size of less than 147 microns. This patent shows that the mechanical properties of parts made from this coarse-grained, high-purity powder are very low due to the very low content of particles less than 147 microns in size - very low. In addition, this patent shows that if higher strength is desired, then it is not possible to increase the content of particles having a size of less than 147 μm without simultaneously degrading the soft magnetic properties. Therefore, this powder is mixed with certain amounts of ferrophosphorus. Graphite, which can be used in the compositions according to the present invention, is not mentioned in this patent, and in addition, the presence of graphite would impair the magnetic properties.

Порошковые смеси, включающие в себя крупные частицы, также раскрыты в патенте США №5225459 (ЕР 554009), который также относится к порошковым смесям для изготовления магнитно-мягких деталей. Эти порошковые смеси также не включают в себя графит.Powder mixtures, including large particles, are also disclosed in US patent No. 5225459 (EP 554009), which also relates to powder mixtures for the manufacture of soft magnetic parts. These powder mixtures also do not include graphite.

В области объемной штамповки порошков к тому же известно, что могут быть использованы предварительно легированные порошки на основе железа с крупными частицами. Патент США №3901661 раскрывает такие порошки. В этом патенте описывается, что в состав порошка может быть включена смазка, а именно, что количество смазки должно составлять 1 мас.% (пример 1). Если бы порошки согласно настоящему изобретению были смешаны с таким большим количеством смазки, то было бы невозможно достигнуть высоких плотностей.In the field of bulk stamping of powders, it is also known that pre-alloyed powders based on iron with large particles can be used. US patent No. 3901661 discloses such powders. This patent describes that a lubricant may be included in the composition of the powder, namely that the amount of lubricant should be 1% by weight (Example 1). If the powders of the present invention were mixed with so much lubricant, it would be impossible to achieve high densities.

Для получения прессовок, имеющих удовлетворительные механические свойства после спекания до спеченной детали, согласно настоящему изобретению необходимо добавить определенные количества графита к прессуемой порошковой смеси. Таким образом, перед прессованием графит может быть добавлен в количествах между 0,1-1, предпочтительно 0,2-1, а наиболее предпочтительно 0,2-0,8 мас.% от общей массы прессуемой смеси.To obtain compacts having satisfactory mechanical properties after sintering to a sintered part, according to the present invention, it is necessary to add certain amounts of graphite to the pressed powder mixture. Thus, before pressing, graphite can be added in amounts between 0.1-1, preferably 0.2-1, and most preferably 0.2-0.8 wt.% Of the total mass of the pressed mixture.

Перед прессованием к порошку на основе железа могут быть добавлены другие добавки, такие как легирующие элементы, включающие в себя Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, V, Co, W, Nb, Ti, Al, P, S и B. Эти легирующие элементы могут быть добавлены в количествах вплоть до 10% по массе. Дополнительными добавками являются соединения, улучшающие механическую обработку, твердофазный материал и добавки, повышающие текучесть.Before pressing, other additives may be added to the iron-based powder, such as alloying elements including Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, V, Co, W, Nb, Ti, Al, P, S, and B. These alloying elements can be added in amounts up to 10% by weight. Additional additives are machining enhancing compounds, solid phase material and fluidity enhancing additives.

Порошок на основе железа также можно комбинировать со смазкой перед его помещением в пресс-форму (внутреннее смазывание). Смазку добавляют для того, чтобы во время стадии уплотнения или прессования минимизировать трение между частицами металлического порошка и между частицами и пресс-формой. Примерами подходящих смазок являются, например, стеараты, воски, жирные кислоты и их производные, олигомеры, полимеры и другие органические вещества со смазывающим эффектом. Смазки предпочтительно добавляют в виде частиц, но они также могут быть связаны с и/или нанесены на частицы. Согласно настоящему изобретению количество смазки, добавляемой к порошку на основе железа, может варьироваться между 0,05 и 0,6%, предпочтительно между 0,1-0,5%, от массы смеси.Iron-based powder can also be combined with grease before being placed in the mold (internal lubrication). The lubricant is added in order to minimize friction between the particles of the metal powder and between the particles and the mold during the compaction or pressing step. Examples of suitable lubricants are, for example, stearates, waxes, fatty acids and their derivatives, oligomers, polymers and other organic substances with a lubricating effect. The lubricants are preferably added in the form of particles, but they can also be associated with and / or applied to the particles. According to the present invention, the amount of lubricant added to the iron-based powder may vary between 0.05 and 0.6%, preferably between 0.1-0.5%, by weight of the mixture.

Способ согласно изобретению также может быть осуществлен с использованием наружного смазывания (смазывание стенки пресс-формы), когда смазку наносят на стенки пресс-формы перед проведением прессования. Может быть также использовано сочетание внешнего и внутреннего смазывания.The method according to the invention can also be carried out using external lubrication (lubrication of the mold wall), when the lubricant is applied to the walls of the mold before pressing. A combination of external and internal lubrication may also be used.

Термин "при высоком давлении прессования" означает при давлениях, составляющих, по меньшей мере, примерно 800 МПа. Более интересные результаты получены при более высоких давлениях, таких как давления свыше 900, предпочтительно свыше 1000, более предпочтительно свыше 1100 МПа.The term "at high compression pressure" means at pressures of at least about 800 MPa. More interesting results were obtained at higher pressures, such as pressures above 900, preferably above 1000, more preferably above 1100 MPa.

Традиционное прессование при высоких давлениях, т.е. давлениях свыше 800 МПа, в случае обычно применяемых порошков, включающих в себя более мелкие частицы с примесью небольших количеств смазок (менее чем 0,6 мас.%, вообще считается неподходящим из-за требующихся больших усилий для выталкивания прессовок из пресс-формы, сопутствующего сильного износа пресс-формы и того факта, что поверхности деталей имеют тенденцию становиться менее блестящими или поврежденными. При использовании порошков согласно настоящему изобретению неожиданно было обнаружено, что сила выталкивания уменьшается при высоких давлениях, составляющих примерно 1000 МПа, и что могут быть получены детали с приемлемыми или даже превосходными поверхностями также в том случае, когда не используют смазывание стенки пресс-формы.Conventional high-pressure pressing, i.e. pressures above 800 MPa, in the case of commonly used powders, including finer particles mixed with small amounts of lubricants (less than 0.6 wt.%, generally considered inappropriate due to the large efforts required to push the compacts from the mold severe mold wear and the fact that the surfaces of the parts tend to become less shiny or damaged.When using the powders of the present invention, it was unexpectedly found that the ejection force decreases at high their pressures of about 1000 MPa, and that parts with acceptable or even excellent surfaces can also be obtained when lubrication of the mold wall is not used.

Прессование может быть осуществлено на стандартном оборудовании, а это значит, что новый способ может быть осуществлен без дорогостоящих капиталовложений. Прессование осуществляют одноосно в одну стадию при температуре окружающей среды или при повышенной температуре. Альтернативно, прессование может быть осуществлено при помощи ударной машины (модель HYP 35-4 фирмы Hydropulsor), как описано в публикации заявки на патент WO 02/38315.Pressing can be carried out on standard equipment, which means that the new method can be carried out without costly investment. Pressing is carried out uniaxially in one stage at ambient temperature or at elevated temperature. Alternatively, pressing may be carried out using a percussion machine (model HYP 35-4 from Hydropulsor), as described in the publication of patent application WO 02/38315.

Спекание может быть осуществлено при температурах, обычно используемых в области ПМ, например при стандартной температуре между 1080 и 1160°C или при более высокой температуре свыше 1160°C, и в традиционно используемых газовых средах.Sintering can be carried out at temperatures commonly used in the PM region, for example, at a standard temperature between 1080 and 1160 ° C or at a higher temperature above 1160 ° C, and in conventionally used gas environments.

Также могут быть применены другие виды обработки неспеченной или спеченной детали, такие как механическая обработка, поверхностное упрочнение (цементация), поверхностное уплотнение или другие методы, применяемые в ПМ-технологии.Other types of processing of the green or sintered part may also be applied, such as machining, surface hardening (cementation), surface compaction, or other methods used in PM technology.

Вкратце, преимуществами, получаемыми при использовании способа согласно настоящему изобретению, является то, что неспеченные прессовки высокой плотности могут быть получены эффективным с точки зрения затрат образом. Новый способ также делает возможным производство более высоких деталей, которые трудно производить по традиционной технологии. Дополнительно, может быть использовано стандартное оборудование для производства деталей высокой плотности с приемлемым или даже превосходным качеством поверхности.Briefly, the advantages obtained by using the method according to the present invention is that high density non-sintered compacts can be obtained in a cost-effective manner. The new method also makes it possible to manufacture higher parts that are difficult to produce using traditional technology. Additionally, standard equipment for manufacturing high density parts with acceptable or even excellent surface quality can be used.

Примерами продуктов, которые могут быть изготовлены с помощью этого нового способа, являются соединительные тяги, шестерни и другие конструктивные детали, подвергаемые большим нагрузкам. Особый интерес представляет использование фланцев из порошков нержавеющей стали.Examples of products that can be manufactured using this new method are connecting rods, gears and other structural parts subjected to heavy loads. Of particular interest is the use of stainless steel powder flanges.

Дополнительно изобретение иллюстрируется следующими примерами.Additionally, the invention is illustrated by the following examples.

Пример 1Example 1

Две различные порошковые композиции на основе железа согласно настоящему изобретению сравнивали со стандартной порошковой композицией на основе железа. Все три композиции были получены с использованием Astaloy Mo (молибденового сплава типа Astaloy), производимого фирмой Höganös AB, Швеция. К этим композициям были добавлены 0,2 мас.% графита и 0,4 мас.% смазки (Kenolube™). В одной из порошковых композиций на основе железа согласно изобретению были удалены частицы Astaloy Mo с диаметром менее 45 мкм, а в другой композиции согласно изобретению были удалены частицы Astaloy Mo размером менее 212 мкм. Прессование осуществляли при температуре окружающей среды и на стандартном оборудовании. Как видно из фиг.1-1, отчетливое повышение плотности при всех давлениях прессования получено в случае порошка, имеющего частицы размером свыше 212 мкм.Two different iron-based powder compositions of the present invention were compared with a standard iron-based powder composition. All three compositions were prepared using Astaloy Mo (Astaloy type molybdenum alloy) manufactured by Höganös AB, Sweden. 0.2 wt.% Graphite and 0.4 wt.% Lubricant (Kenolube ™) were added to these compositions. In one of the iron-based powder compositions of the invention, Astaloy Mo particles with a diameter of less than 45 microns were removed, and in another composition of the invention, Astaloy Mo particles of a size of less than 212 microns were removed. Pressing was carried out at ambient temperature and on standard equipment. As can be seen from figure 1-1, a clear increase in density at all pressing pressures obtained in the case of a powder having particles larger than 212 microns.

Фиг.1-2 показывает, что для получения деталей без поврежденных поверхностей наиболее важным фактором является уменьшение количества или полное удаление самых маленьких частиц, т.е. частиц размером менее 45 мкм. К тому же из этой фигуры видно, что сила, необходимая для выталкивания прессовок, полученных из порошковой композиции на основе железа без частиц размером менее 212 мкм, была значительно снижена по сравнению с силой выталкивания, необходимой в случае прессовок, полученных из стандартной порошковой композиции на основе железа, имеющей примерно 20% частиц размером менее 45 мкм. Необходимая сила выталкивания в случае прессовок, полученных из порошковой композиции на основе железа согласно изобретению без частиц размером менее 45 мкм, также снижена по сравнению со стандартным порошком.Figure 1-2 shows that to obtain parts without damaged surfaces, the most important factor is to reduce the number or complete removal of the smallest particles, i.e. particles smaller than 45 microns. Moreover, it can be seen from this figure that the force required to eject compacts obtained from an iron-based powder composition without particles smaller than 212 microns was significantly reduced compared to the ejection force required in the case of compacts obtained from a standard powder composition on based on iron having about 20% of particles smaller than 45 microns. The necessary ejection force in the case of compacts obtained from an iron-based powder composition according to the invention without particles smaller than 45 microns is also reduced in comparison with a standard powder.

Заметным явлением является то, что сила выталкивания прессовок, полученных согласно настоящему изобретению, уменьшается с увеличением давления прессования, тогда как для стандартной композиции действительно противоположное.A noticeable phenomenon is that the ejection force of the compacts obtained according to the present invention decreases with increasing pressing pressure, while the opposite is true for the standard composition.

Наблюдалось также, что прессовки, полученные при прессовании стандартного порошка при давлении свыше 700 МПа, имели поврежденные поверхности и, соответственно, были непригодными. Прессовки, которые были получены при прессовании порошка, по существу, без частиц размером менее 45 мкм при давлении свыше 700 МПа, имели менее гладкую поверхность, которая по меньшей мере при определенных обстоятельствах является приемлемой.It was also observed that the compacts obtained by pressing a standard powder at a pressure of more than 700 MPa had damaged surfaces and, accordingly, were unsuitable. The compacts that were obtained by compressing a powder substantially free of particles smaller than 45 microns in size at pressures above 700 MPa had a less smooth surface, which was acceptable, at least under certain circumstances.

Пример 2Example 2

Был повторен пример 1, но в качестве смазки было использовано ЕБС (бистеаратамид этилена), а прессование было осуществлено на ударном станке (модель HYP 35-4 фирмы Hydropulsor, Швеция).Example 1 was repeated, but EBS (ethylene bistearamide) was used as a lubricant, and pressing was performed on a percussion machine (model HYP 35-4 from Hydropulsor, Sweden).

Из фиг.2-1 и 2-2 соответственно можно заметить, что в случае порошковой композиции согласно изобретению были получены более высокие плотности неспеченных прессовок и более низкие силы выталкивания по сравнению с порошковой композицией стандартного порошка. Также можно заметить, что детали, полученные из стандартного порошка, имели поврежденные поверхности при всех давлениях прессования.From FIGS. 2-1 and 2-2, respectively, it can be noted that in the case of the powder composition according to the invention, higher densities of green sintered compacts and lower ejection forces were obtained compared to the powder composition of a standard powder. You can also notice that the parts obtained from the standard powder had damaged surfaces at all pressing pressures.

Claims

1. A method of manufacturing an unsintered high density compacts, comprising the following steps: providing iron or iron-based powder, wherein less than about 5% of the iron-based powder particles have a size of less than 45 microns; optional mixing said powder with graphite and other additives selected from the group consisting of alloying elements that improve the workability of additives, solid-phase materials and increase the fluidity of additives; uniaxial pressing of the powder in the mold at a pressing pressure of at least about 800 MPa; and pushing the green sintered blank from the mold.

2. The method according to claim 1, in which the pressing is carried out in one stage.

3. The method according to claim 1 or 2, in which at least 50%, preferably at least 60%, and most preferably at least 70% of the iron-based powder consists of particles having a particle size of more than about 106 microns.

4. The method according to claim 1, in which at least 50%, preferably at least 60%, and most preferably at least 70% of the iron-based powder consists of particles having a particle size of more than about 212 microns.

5. The method according to claim 4, in which the maximum particle size is approximately 2 mm

6. The method according to claim 2, in which graphite is present in an amount of 0.1-1.0%.

7. The method according to claim 1, in which before pressing the iron-based powder is combined with a lubricant in an amount between 0.05 and 0.6 wt.%.

8. The method according to claim 1, in which the pressing is carried out in a lubricated mold.

9. The method according to claim 7 or 8, in which the pressing is carried out using a combination of internal and external lubrication.

10. The method according to claim 1, in which additives - alloying elements are selected from the group consisting of Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, V, Co, W, Nb, Ti, Al, P, S and B.

11. The method according to claim 1, in which the pressing is carried out at a pressure of at least 900 MPa, more preferably at least 1000, and most preferably above 1100 MPa.

12. The method according to claim 1, in which the pressing is carried out at ambient temperature.

13. The method according to claim 1, in which the pressing is carried out at an elevated temperature.

14. The method according to claim 1, which is intended for the manufacture of sintered products and additionally includes a single stage of sintering at temperatures above 1100 ° C.

15. A powder composition containing iron or iron-based powder, with less than about 5% of the powder particles having a size of less than 45 microns, 0.05-0.6 wt.% Lubricant and 0.1-1.0 wt.% Graphite.

16. The composition of claim 15, wherein at least 50%, preferably at least 60%, and most preferably at least 70% of the iron-based powder has a particle size of greater than about 106 microns.

17. The composition of claim 16, wherein at least 50% of the iron-based powder particles have a particle size of greater than about 212 microns.

18. The composition of claim 15, further comprising additives selected from the group consisting of alloying elements, such as Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, V, Co, W, Nb, Ti, Al, P, S, and B that improve the workability of additives, solid-phase materials and increase the fluidity of additives.