SE443264B - Kiselhaltigt stalpulver for framstellning av sintrade mjukmagnetiska kroppar - Google Patents

Description

8401824-1 10 20 25 30 35 kiselhalt av 31 %. Denna ferrokisel blandas med ett järnpulver till önskad kiselhalt, normalt ca 3 %, varefter komponenten pressas och sintras. Pulvermetallurgisk framställning av kisellegerade mjukmagnetiska detaljer har dock ej slagit igenom på marknaden.

Anledningen till detta är att verktygsslitaget vid pressningen av pulvret till en komponent är oacceptabelt högt, vilket resulterar i att produktion i stora serier ej är ekonomiskt försvarbart.

För att erhålla goda mjukmagnetiska egenskaper är det som tidigare nämnts önskvärt att porositeten i den färdiga detaljen kan hållas -på en låg nivâ. Vid pulvermetallurgisk tillverkning kan detta kri- terium uppfyllas genom att arbeta med pulverblandningar med god pressbarhet vid de presstryck som normalt används.

Det problem som blivit föremål för föreliggande uppfinning har sålunda varit att finna en lämplig kiselinnehållande legeringstill- sats som dels ger ett lägre verktygsslitage vid pressningen än vad 31 % ferrokisel gör, dels ger pulverblandningen en acceptabel kompressibilitet. Samtidigt skall de mjukmagnetiska egenskaperna vara likvärda eller bättre än vad som erhålles med 31 % ferrokisel.

Lösningen på detta problem har visat sig ligga i att använda en ferrokisel med en kiselhalt av 45 - 55 %, företrädesvid 50 %, och en partikelstorlek huvudsakligen understigande 100 mesh (147 pm).

Genom att blanda denna ferrokisel med ett högrent järnpulver med en partikelstorlek huvudsakligen understigande 100 mesh (l47,um) till en slutlig kiselhalt av upp till 8 % kan detaljer framställas i stora serier på pulvermetallurgisk väg med acceptabel verktygs- förslitning och goda mjukmagnetiska egenskaper.

I det följande exemplifieras uppfinningen och de överraskande resul- tat som erhållits. ' 10 15 20 25 30 35 8401824-1 Exempel 1 Tre atomiserade ferrokiselpulver med 17, 31 respektive 50 % Si samt mald kiselmetall jämfördes med avseende på mikrohårdhet.

Resultatet av denna mätning redovisas i diagram 1.

Av resultatet framgår att 50 % ferrokisel har en avsevärt lägre mikrohârdhet än 31 % ferrokisel och ren kiselmetall. Vid pulver- metallurgisk tillverkning av detaljer är det känt att pressning av pulverblandningar innehållande pulverformiga legeringstillsatser_ med en mikrohârdhet överstigande en Vickers hårdhet av ca 1000 en- heter, mätt vid 10 grams belastning, resulterar i ett mycket kraf- tigt verktygsslitage.

Av diagram 1 framgår även att mikrohårdheten för 50 % ferrokisel är jämförbar med den för 17 % ferrokisel. Nackdelen med 17 % ferro- kisel är dock att den färdiga pulverblandningens pressbarhet blir lägre då 17 % ferrokisel inblandats jämfört med dä 50 % ferrokisel inblandats, vilket belyses i nedanstående exempel.

Exempel 2 Två pulverblandningar, A och B, med nedanstående sammansättning bereddes. 4.0 % Si (tillsatt som 17 % Fe/Si) 0.8 % Zn-stearat som smörjmedel Rest: högrent atomiserat järnpulver med en partikelstorlek huvudsakligen under- stigande 100 mesh (147 pm) Blandning A: 4.0 % Si (tillsatt som 50 % Fe/Si) 0.8 % Zn-stearat som smörjmedel Blandning B: Rest: högrent atomiserat järnpulver med en - - partikelstorlek huvudsakligen under- stigande 100 mesh (147 pm) 8401824-1 10 20 25 30 35 Pressbarheten för dessa båda pulverblandningar bestämdes vid tvâ olika presstryck, 4,2 ton/cmz och 6 ton/cmz, varvid följande resultat erhölls: ' Pressbarhet 9/cm3 4.2 ton/cm2 6.0 ton/cmz Blandning A 6.35 6.64 Blandning B 6.54 6.83 Provstavar pressades vid 6 ton/cmz av respektive blandning sintrades vid 125000 i 30 minuter i vätgas, varefter tätheten bestämdes med nedanstående resultat: Sintrad täthet g/cm3 Blandning A 6.87 Blandning B 7.07 Exemplet visar klart att en högre täthet, dvs lägre porositet, kan nås då den 50 %~iga Fe/Si används.

Vid uppmätning av de magnetiska egenskaperna uppvisar materialet framställt med inblandning av 50 % Fe/Si bättre egenskaper än vad som erhålles med 17 % Fe/Si. Egenskaperna är jämförbara med dem som erhålles då 31 % Fe/Si används, vilket belyses i nedanstående tabell. 17 % Fe/Si 31 % Fe/Si 50 % Fe/Si Koercitivkraft 0.90 0.75 0.78 Max. permeabilitet 3100 3900 3800 För att belysa partikelstorlekens inflytande på pressbarheten' pressades även provkroppar upp enligt nedanstående exempel. 10 15 20 25 30 35 Exempel 3 8401824-1 Två pulverblandningar, C och D, framställdes.

Blandning C: Blandning D: r 4.0 % Si (tillsatt som 50 % Fe/Si med en partikel- storlek understigande 100 mesh [l47 pnfl) 0.8 % Zn-stearat som smörjmedel Rest: högrent atomiserat järnpulver med en partikel- storlek huvudsakligen understigande 100 mesh (147 pm) 4.0 Si (tillsatt som 50 % Fe/Si med en partikel- storlek huvudsakligen understigande 325 mesh [44 unfl) 0.8 % Zn-stearat Rest: högrent atomiserat järnpulver med en partikel- storlek huvudsakligen understigande 100 mesh (147 pm) Pressbarheten för de två pulverblandningarna bestämdes vid två press- tryck, 4.2 ton/cmz och 6.0 ton/cmz. Följande resultat erhölls: Blandning C Blandning D Pressbarhet g/cm3 4.2 ton/an? 6.0 ton/en? 6.54 6.83 6.47 6.79 Exemplet illustrerar sålunda den inverkan partikelstorleken hos det kiselbärande pulvret har på pressbarheten. För att erhålla hög täthet skall sålunda ferrokiselpulvret ha en partikelstorlek huvud- sakligen understigande 147 pm.

Claims (1)

1. 8401824-1 10 15 20 25 30 35 DW P A T E N T K R A V Kiselhaltigt stålpulver för framställning av sintrade mjuk- magnetiska kroppar, bestående av ett högrent atomiserat järnpulver med en partikelstorlek huvudsakligen understigande 147 pm med god pressbarhet i vilket är intimt inblandat ett högrent atomiserat ferrokiselpulver med en partikelstorlek huvudsakligen understigande 147 pm i en sådan mängd att blandningens kiselhalt ligger under 8 viktsprocent, k ä n n e- t e c k n a t d ä r a v att ferrokiselpulvret har en kiselhalt mellan 45 och 55 viktsprocent, företrädesvis 50 viktsprocent, och att den färdiga pulverblandningen vid pressning av form- kroppar medför låg förslitning av för framställningen använda pressverktyg.