SE459863B - Vaermeisolerande sintrad komponent av jaernbaserat pulver och saett att tillverka denna - Google Patents

Description

459 863 10 15 20 25 30 35 krav på god korrosionsbeständighet kan även krom tillsättes i erforderlig mängd. Efter vad vi hittills kunnat utröna kan även J andra legeringsämnen, t ex kol upp till 2 viktsprocent, till- “ sättas utan att systemet enligt uppfinningen störs i alltför hög grad. Pulverblandningar kan därvid vara att föredra, då de ger 5. ökad smidighet vid val av legeringstillsats och är ibland nödvändiga för att uppnå erforderlig pressbarhet. För vissa komponenter och tillverkníngsmetoder har det dock visat sig vara lämpligare att använda förlegerat atomiserat pulver.

Mängden tillsatt kisel mäste ligga mellan 2 och 10 viktsprocent och helst mellan 4 och 8 viktsprocent. För mangan har det visat sig att viktsprocenten inte får underskrida 3 skrida 12 %. % och inte över- Bästa resultat uppnås med en manganhalt mellan 5 och 10 viktsprocent.

Genom den brittiska patentskriften GB 2 124 658 är det känt att med 10 till 30 viktsprocent orienterade keramiska flakes i en rostfri legering tillverka bromsdetaljer med riktad värmegenom- gång.

Föreliggande uppfinning kräver inga keramiska flakes eller på något sätt riktade partiklar, utan de goda värmeisolerande egenskaperna uppnås genom att man med hjälp av legeringsämnena kisel och mangan bildar värmebarriärer genom strukturomvandling.

Detta medför bl a att komponenterna enligt föreliggande uppfin- ning, i motsats till GB 2 124 658 kan framställas på alla inom pulvermetallurgin i dag kända sätt, med eller utan tillsatser för porbildning beroende på önskad isoleringsförmâga och nödig precision hos den färdiga detaljen.

Uppfinningen exemplifieras närmare med följande icke begränsande exempel. 10 15 20 25 30 35 459 863 Exemgel 1 Tre metallpulver, A, B och C, med sammansättning enligt nedan framställdes.

A: 100,0 % rent järnpulver B: 97,5 % Fe + 2,5 % Si C: 90,0 % Fe + 7,5 % Mn + 2,5 % Si Av de tre pulvren pressades provkroppar med ett presstryck av 400 MPa. Provkropparna sintrades vid 1250°C i en timme i vätgasatmosfär.

Eftersom värmeledningsförmägan är direkt beroende av materialets porositet avpassades presstrycket så att provkropparna av de tre olika pulvren erhöll en porositet av 25 volymsprocent efter sintringen.

Värmeledníngskoeffícienten bestämdes därefter, varvid följande resultat erhölls.

Värmelednlngskoeff.

Material W¿m°K A 30.0 B 10.0 C 7.5 Exemgel 2 Fyra metallpulver D, E, F och G, med sammansättning enligt nedan framställdes.

D: 85 8 Fe + 15 % Cr E: 80 % Fe + 15 % Cr + S % Si F: 75 % Fe + 15 % Cr + 5 % Si + 5 % Mn G: 70 % Fe + 15 % Cr + 5 % Si + 10 % Ni + 0,8 % C 459 863 10 15 20 25 30 35 Liksom i exempel 1 tillverkades provkroppar som uppvisade en porositet av 25 volymsprocent efter sintringen.

Värmeledningskoefficienten för de.olika materialen bestämdes liksom längdutvidgningskoefficient och draghâllfasthet. Resul- tatet av dessa undersökningar var följande.

Värmeledningskoeff.

Längdutv-koeff. Rm Material W/mPK _m1m°C 10-6 glmgš D 14.0 13.0 120 E 12.1 13.2 190 F 6.5 14.7 240 G 4.0 - 170 Av ovanstående tabell framgår att pulver F ger ett material, där man mycket överraskande lyckats kombinera en mycket låg värme- ledningsförmâga med en längdutvidgningskoefficíent som nära an- sluter till exempelvis gjutjärn och en tillfredsställande meka- nisk hâllfasthet.

Exemgel 3 Två metallpulver, H och I, med följande sammansättning fram- ställdes. 70 % Fe + 10 % Ni + 18 % Cr + 2 % M0 62 % Fe + 10 % Ni + 18 % Cr + 2 % HO + 8 % Si Liksom i tidigare exempel framställdes provkroppar med 25 volymsprocent porositet, varefter värmeledningsförmâga, längd- utvidgningskoefficient och draghâllfasthet bestämdes.

Resul- tatet som därvíd erhölls var följande.

Värmeledningskoaff. Längdutv.koeff. Rm Material w/m°1< _@/m°c _1o'6 ygí n _ 7 .o 22 . 2 120 1 ' 3 . 5 17 . s 100 10 15 20 ZS 30 35 459 865 Resultaten visar att värmeledníngsförmägan kan minskas avsevärt genom att legera ett rostfritt pulver med kísel respektive kisel och mangan med bibehållen draghâllfasthet.

För att kontrollera att värmespärren inte påverkades negativt av olika tillverkningsmetoder tillverkades provkroppar enligt exempel 1, 2 och 3 genom sprutning, injection moulding och isostatisk pressning. Efter sintring och korrigering för något varierande porvolym visade det sig att olika tillverknings- metoder ger med exempel 1, 2 och 3 fullt jämförbar värmeled- ningskoefficient.

Claims (1)

1. 459 863 10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV Värmeisolerande komponent bestående av en porös kropp fram- ställd genom sintring av ett järnbaserat pulver med en in- blandning 2-10 viktsprocent kisel, företrädesvis 4-8 vikts- procent, 3-12 viktsprocent mangan, företrädesvis 5-10 vikts- procent, samt upp till 20 viktsprocent krom. Värmeisolerande komponent enligt krav 1 med inblandning av upp till 15 viktsprocent nickel. Värmeisolerande komponent enligt krav 1 eller 2 med en in- blandning av upp till 2,5 viktsprocent molybden. Värmeisolerande komponent enligt något av kraven 1-3 med en inblandning av upp till 2 viktsprocent kol. Sätt att tillverka en värmeisolerande komponent genom åtgär- derna att inblanda i ett järnbaserat pulver en mängd av 2-10 viktsprocent kisel, företrädesvis 4-8 viktsprocent, en mängd' av 3-12 viktsprocent mangan, företrädesvis 5-10 viktsprocent, och upp till 20 viktsprocent krom; eventuellt ytterligare optimera blandningen genom tillsats av upp till 15 víktspro- cent nickel, upp till 2,5 viktsprocent molybden, och upp till 2 viktsprocent kol; att framställa en komponent av önskad form samt att sintra komponenten för att erhålla en porös komponent med lägre värmeledningskoefficient än unge- fär 12 W/m°K, företrädesvis lägre än ungefär 7 W/m°K, och med en värmeutvidgningskoefficient nära den för gjutjärn.