SE468583B - Jaernbaserat pulver, slagsega staalkomponenter av pulvret och saett att framstaella dessa - Google Patents

Description

146 10 15 20 25 30 35 5 åšš 2 de rundare porerna till att öka slagsegheten. Alternativt kan en aktivare sintring uppnås genom tillsats av P, _ som också höjer hållfasthet och duktilitet samt rundar ; av porerna redan vid lägre sintringstemperaturer, dvs under 11so°c._ ' * Sammanfattningsvis kan en ökad slagseghet i sintrade material uppnås genom att anvisningsverkan från porerna reduceras. Detta kan åstadkommas genom smältfassintring, högtemperaturssintring, sintring av ett ferritiskt ma- terial, dubbelpressning och tillsättning av legerings- ämnen med en krympande effekt.

Tillräcklig slagseghet uppnås dock i många fall först genom utnyttjande av en kombination av de ovan angivna åtgärderna och därmed krävs vanligen ett om- fattande och dyrbart processande vid användning av idag kända legeringssystem inom den pulvermetallurgiska tek- niken. Ändamålet med föreliggande uppfinning är därför att åstadkomma ett järnbaserat pulver, vilket förenklar processandet men ändå ger tillräckligt slagsega komponenter genom pulverpressning och sintring.

Det är vidare ett önskemål att enkel pulverpressning kan tillämpas liksom sintring i en bandugn, dvs vid lägre temperaturer än ung ll50°C.

Det har visat sig att detta ändamål kan uppnås medelst ett järnbaserat pulver, vilket förutom Fe inne- fattar Mo och P och där halten av övriga legeringsämnen, hålles på en låg nivå. Utmärkande för detta material är bl a att redan vid sintring under l150°C en slagseg- het uppnås som är högre än den hos idag kända pulver- metallurgiska material, vilka sintrats vid högre tem- peraturer. Materialet har god pressbarhet och förmåga r\ till stor krympning, så att det sintrade materialet får en hög densitet. Vid en och samma densitet har dess- utom materialet enligt uppfinningen en väsentligt högre slagseghet än idag kända pulvermetallurgiska material.

Den ingående mängden Mo skall ligga i intervallet 10 15 20 25 30 35 468 583 3 0,1-3,5 vikt-%, företrädesvis i intervallet 0,25-2,5 vikt-%. Den ingående mängden P skall vara 0,3¿0,7 vikt-%, företrädesvis 0,35-0,65 vikt-% och allra helst 0,4-0,6 vikt-%. Den ingående mängden av övriga legeringsämnen skall högst vara 0,5 vikt-%. Härvid kan C ingå med högst 0,1 vikt-%, företrädesvis högst 0,07 vikt-%.

Pulvret kan framställas genom tillverkning av ett baspulver, som består av rent Fe.eller Fe med Mo i fast lösning. Detta kan framställas som ett vattenatomiserat pulver eller som ett svamppulver. Baspulvret glödgas lämpligen i en reducerande atmosfär för sänkning av halten av föroreningsämnen. Därefter blandas pulvret med P respektive Mo och P och kompakteras till önskad form, varefter sintring sker vid en temperatur, som med fördel kan ligga under ll50°C.

Exempel Ett baspulver av Fe med 1,5 vikt-% Mo framställdes genom vattenatomisering. Därefter tillsattes 0,5 vikt-% P. Provkroppar framställdes genom kompaktering vid tryck i området 4-8 ton/cmz. Provkropparna sintrades vid ll20°C under 30 minuter. Resulterande densiteter och slagsegheter framgår av den övre kurvan i fig 1, där kompakterings- trycket i ton/cm2 utgör parameter. Exempelvis erhölls en slagseghet på 180 J och en densitet av 7,46 g/cm3 vid ett kompakteringstryck på 8 ton/cmz.

En provkropp, som framställdes på samma sätt som ovan beskrivits men med uteslutande av Mo, fick en be- tydligt lägre slagseghet, vilket åskådliggöres av den undre kurvan i fig 1.

Vid högtemperaturssintring krymper materialet mer, vilket ger högre densitet och därmed högre slagseghet.

Detta åskådliggöres av punkten A på den övre kurvan i fig. 1, som erhölls vid ett presstryck av 6 ton/cmz och sintring vid l250°C under 30 min.

Det skall noteras, att tillsatskombinationen P och Mo resulterar i en högre sintrad densitet jämfört med ett binärt system av Fe och P, även om detta dubbel- 468 583 10 15 20 25 30 4 pressas. Vid en och samma densitet ger dessutom materialet enligt uppfinningen en väsentligt högre slagseghet, vilket sannolikt är att hänföra till en mer aktiv sintring. samt en positiv växelverkan mellan Mo och P.

Ett pulver enligt uppfinningen framställdes med ett innehåll av 1,5 vikt-% Mo samt varierande mängder P i intervallet 0-0,8 vikt-%. Provkroppar framställdes genom komprimering vid 589 MPa och sintring vid l120°C.

Erhållen slagseghet i J framgår av fig 2. Såsom fig 2 visar uppnås ett maximivärde för P = 0,5 vikt-%, goda värden erhålles inom intervallet 0,3-0,7 vikt-% P, ännu bättre värden inom området 0,35-0,65 vikt-% P och de bästa värdena inom området 0,4-0,6 vikt-% P.

På motsvarande sätt framställdes provkroppar med ett innehåll av 0,5 vikt-% P och ett varierande innehåll inom området 0-4 vikt-% Mo. Provkroppar framställdes genom pressning vid 589 MPa och dessa sintrades vid l120°C. Erhållna värden på slagsegheten framgår av fig 3. Denna figur visar ett användbart intervall på 0,1-3,5 vikt-% Mo och ett föredraget intervall på 0,25-2,5 vikt-% Mo.

Det är troligt, att de uppnådda resultaten bl a beror på följande. Tillsatsen av P medför att en smält- fas uppnås under sintringen vid en relativt låg tempera- tur, vilket ger en bättre fördelning av P i materialet.

P diffunderar in i järnpartiklarna och en viss transfor- mering kommer att ske från austenit till ferrit. Diffu- sionen av Mo kommer därmed att underlättas. Både P och Mo är ferritstabilisatorer och den uppnådda transfor- meringen till ferrit höjer självdiffusionen av Fe. Detta ger en aktiv sintring med krympning och runda porer som följd.

Lämpligen ingår P_i form av en fosforförening, företrädesvis järnfosfid, exempelvis Fe3P. 'x

Claims (8)

10 15 20 25 30 468 583 PATENTKRAV

1. Järnbaserat pulver för framställning av slag- sega komponenter genom pulverpressning och sintring, k ä n n e t e c k n a t därav, att pulvret utöver Fe innefattar 0,3-0,7 vikt-% P, 0,1-3,5 vikt-% Mo, och högst 0,5 vikt-% av andra legeringsämnen.

2. Pulver enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att mängden Mo är 0,25-2,5 vikt-%.

3. Pulver enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att mängden P är 0,35-0,65 vikt-%.

4. Pulver enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e - t e c k n a t därav, att mängden P är 0,4-0,6 vikt-%.

5. Pulver enligt något av patentkraven l-4, k ä n - n e t e c k n a t därav, att P ingår i form av en järn- fosfid, företrädesvis Fe3P. P 5.

6. Pulver enligt något av patentkraven l-51 k ä n - n e t e c k n a t därav, att det innefattar högst 0,1 vikt-% C, företrädesvis högst 0,07 vikt-% C.

7. Pulvermetallurgiskt framställd komponent, k ä n - n e t e c k n a d därav, att den utöver Fe innefattar 0,3-0,7 vikt-% P, 0,1-3,5 vikt-% Mo, och högst 0,5 vikt-% av andra legeringsämnen.

8. Sätt att pulvermetallurgiskt framställa slag- sega stålkomponenter, k ä n n e t e c k n a t därav, att ett järnbaserat pulver utnyttjas, vilket utöver Fe innefattar 0,3-0,7 vikt-% P, företrädesvis 0,35-0,65 vikt-% P, o,1-3,s“vikt-% Mo, företrädesvis 0,25-2,5 vikt-% Mo, och högst 0,5 vikt-% av andra legeringsämnen, att pulvret komprimeras till önskad form samt att press- kroppen sintras.