SE537893C2 - Vanadininnehållande pulvermetallurgiska pulver och förfaranden för deras användning - Google Patents

Abstract

537 893 SAMMANDRAG Jarnbaserade metallurgiska pulver som innefattar vanadin är beskrivna, liksom kompakterade artiklar tillverkade darav. Dessa artiklar har forbattrade mekaniska egenskaper.

Description

537 893 VANADININNEHALLANDE PULVERMETALLURGISKA PULVER OCH FORFARANDEN FOR DERAS ANVANDNING KORSREFERENS TILL RELATERADE ANSOKNINGAR

[0001] Denna ansokan aberopar prioritet fran U.S. provisorisk ansokningsnr. 61/472,262, inlamnad 6 april 2011, som infOrlivas hari i sin helhet.

TEKNISKT OMRADE

[0002] Uppfinningen avser fOrbdttrade pulvermetallurgiska sammansattningar som innefattar vanadin.

BAKGRUND

[0003] Pulvermetallurgiska sammansattningar vinner Okad anvandning for tillverkning av metalldelar. Darmed finns det ett behov av fOrbattrade sammansattningar som ger sintrade delar 'Rad hallfasthet, utan att negativt paverka egenskaperna hos den sintrade delen.

SAMMANFATTNING

[0004] Foreliggande uppfinning avser metallurgiska pulversammansdttningar som innefattar atminstone 90% jarnbaserat metallurgiskt pulver, baserat pd vikten av den metallurgiska pulversammansdttningen; och atminstone en tillsats som ãr en forlegering som innefattar vanadin; van i den totala vanadinhalten av sammansktningen är ca 0,05 vikt% till ca 1,0 vikt% av sammansattningen. Forfaranden for framstallning av dessa sammansattningar och kompakterade artiklar framstallda med anvandning av dessa sammansattningar beskrivs ocksd.

KURT BESKRIVNING AV RITNINGARNA

[0005] FIG. 1 visar en jamfOrelse av draghallfasthet som funktion av sintringstemperaturen for en utf6ringsform av uppfinningen som innefattar ANCORSTEEL 30HP + 0,7 vikt% grafit+Fe-V forlegering (80% vanadin).

[0006] FIG. 2 visar en jdmforelse av draghallfasthet som funktion av sintringstemperaturen for en utforingsform av uppfinningen som innefattar ANCORSTEEL 30HP + 0,7 vikt% grafit+Fe-V-Si forlegering (5% vanadin, 19% kisel)

[0007] FIG. 3 visar en jamforelse av sintrad strackgrans i utforingsformer som innefattar (I) ANCORSTEEL 30 HP + Fe-V-Si forlegering (varierande mdngder V avbildas utmed ovre x-axeln) + 0,7 vikt% grafit; (.)ANCORSTEEL 30 HP + Fe-V forlegering 1 537 893 (varierande mdngder V avbildas utmed ovre x-axeln) + 0,7 vikt% grafit; och (.)ANCORSTEEL HP (varierande mdngder Mo avbildas utmed nedre x-axeln) + 0,7 vikt% grafit

[0008] FIG. 4 visar en jamforelse av varmebehandlad draghallfasthet for utforingsformer som innefattar varierande mdngder nickel och (N) ANCORSTEEL 1000B + 0,7 vikt% grafit + 3,5 vikt% Fe-V-Si forlegering (5% vanadin, 19% kisel); (,)ANCORSTEEL 1000B+ 0,7 vikt% grafit + 0,2 vikt% Fe-V forlegering (80% vanadin); och (.)ANCORSTEEL 1000B + 0,7 vikt% grafit

[0009] FIG. 5 visar en jamforelse av draghallfasthet och tojning av varierande mangder kol med ANCORSTEEL 30 HP kontra ANCORSTEEL 30 HP + Fe-V-Si forlegering, en utforingsform av uppfinningen 100101 FIG. 6 visar hdrdbarhet av ANCORSTEEL 30HP, 50HP, och 85HP jamfort med ANCORSTEEL 30HP + 0,16 vikt% vanadin, en utforingsform av uppfinningen

[0011] FIG. 7A visar mikrostrukturen av Fe+0,3 vikt% Mo+0,65% kol (sintrad) [0012] FIG. 7B visar mikrostrukturen av Fe+0,3 vikt% Mo+0,3 vikt% vanadin+0,65% kol (sintrad), en utforingsform av uppfinningen

[0013] FIG. 8A visar kornstorlek av Fe-0,3 vikt% Mo-0,7 vikt% grafit (vdrmebehandlad), en utforingsform av uppfinningen

[0014] FIG. 8B visar kornstorlek av Fe-0,3 vikt% Mo-0,7 vikt% grafit 0,14 vikt% V (vdrmebehandlad), en utforingsform av uppfinningen DETALJERAD BESKRIVNING AV ILLUSTRATIVA UTFORINGSFORMER

[0015] Jarnbaserade sammansattningar som kan innefatta vanadin har tidigare beskrivits i exempelvis U.S. patent nr. 5,782,954; 5,484,469; 5,217,683; 5,154,881; 5,108,493; och Internationella Publikationer WO 10/107372 och WO 09/085000. Emellertid har det nu upptdckts att ndr vanadin blandas in i sammansattningarna i mdngderna och formerna som beskrivs har, overfors betydande och ovantade forbdttringar till egenskaperna hos metalldelar som är framstallda fran sadana sammansdttningar.

[0016] Narmare bestamt har det nu upptackts att tillsats av vanadin (V) till jarnbaserade metallurgiska pulver i mdngderna som beskrivs har, och mest foredraget i form av en forlegering, forbattrar de mekaniska egenskaperna hos de resulterande kompakterade artiklarna som an framstallda med anvandning av sadana jarnbaserade pulver. mom ramen for uppfinningen innefattar de jdrnbaserade metallurgiska pulversammansdttningarna mellan ca 0,05 vikt% till ca 1,0 vikt% vanadin, baserat pa vikten av den jambaserade metallurgiska pulversammansattningen. Vissa utforingsformer av uppfinningen innefattar mellan ca 0,1 vikt% och ca 0,5 vikt% vanadin, 2 537 893 baserat pa vikten av den jambaserade metallurgiska pulversammansattningen. FOredragna utforingsformer av uppfinningen innefattar mindre an ca 0,3 vikt% vanadin, baserat pa vikten av den jambaserade metallurgiska pulversammansdttningen. Typiska utforingsformer av uppfinningen innefattar ca 0,1 till ca 0,2 vikt% vanadin, baserat pa vikten av den jambaserade metallurgiska pulversammansattningen.

[0017] Vanadin kan tillsattas till jambaserade pulver for att bilda de metallurgiska pulversammansdttningarna enligt uppfinningen med hjalp av vilken som heist eller en kombination av metoder som beskrivs hari. Vanadin kan tillsattas till jambaserade pulver i form av minst en tillsats som är en forlegering som innefattar vanadin. Sasom det anvands Uri framstalls en "forlegerings"-tillsats enligt uppfinningen genom att smdlta tillsatsens bestandsdelar for att bilda en homogen smdlta och sedan atomisera smdltan, varvid de atomiserade droppama bildar den forlegerade tillsatsen vid stelning Vattenatomisering är en foredragen atomiseringsteknik for produktion av forlegeringstillsatser enligt uppfinningen, dven om andra atomiseringstekniker som är kanda inom tekniken ocksa kan anvandas. 100181 Det är tankt att vanadin kan vara forlegerad med andra metaller som avses for de metallurgiska pulversammansattningarna enligt uppfinningen. I vissa utfOringsformer av uppfinningen innefattar tillsatsen vanadin och atminstone en eller flera av jam, krom, nickel, kisel, mangan, koppar, kol, bor och kvave. Tillsatsen innefattar foretradesvis vanadin och atminstone en eller flera av jam, krom, nickel, kisel, mangan, koppar, och kol. I foredragna utforingsformer av uppfinningen är tillsatsen en forlegering som innefattar vanadin och jam (Fe). Tillsatsen kan innehalla ytterligare legeringsamnen som är avsedda for den slutliga pulversammansattningen — det vill saga, i allmant spralbruk, tillsatsen kan vdsentligen besta av vanadin och jam — eller tillsatsen kan vara begransad till vanadin och jam.

[0019] Tillsatser som ar forlegeringar som endast innefattar Fe och V kan inkludera upp till ca 99 vikt% vanadin, baserat pa vikten av forlegeringen, varvid resten innefattar jam. Fackmannen inom omradet kan loft bestamma mangden vanadin i en forlegering som ska tillsattas till jambaserat pulver for att framstalla de metallurgiska pulversammansattningama enligt uppfinningen som har den forvalda mangden vanadin som finns i den totala sammansattningen. Foredragna utforingsformer av Fe-V forlegcringstillsatscn innefattar upp till ca 85% vanadin, baserat pa vikten av Fe-V forlegeringstillsatsen, varvid resten innefattar jam. Andra utforingsformer av Fe-V forlegeringstillsatsen innefattar ca 75% till ca 80% vanadin, baserat pa vikten av Fe-V forlegeringstillsatsen, varvid resten innefattar jam. I ytterligare andra utforingsformer av uppfinningen innefattar Fe-V forlegeringstillsatsen ca 78%-80% vanadin, baserat pa vikten av Fe-V forlegeringstillsatsen. 3 537 893

[0020] Tillsatsen kan ocksa innehalla kisel silicon utOver jam och vanadin (Fe-V-Si). Andra metaller som avses for de metallurgiska pulversammansattningarna enligt uppfinningen kan vidare inkluderas i Fe-V-Si-forlegeringstillsatserna enligt uppfinningen. I vissa utforingsformer kan tillsatsen alltsa innehalla ytterligare legeringsamnen som är avsedda for den slutliga pulversammansattningen — det viii saga, i allmant sprakbruk, tillsatsen kan vasentligen besta av vanadin, jam, och kisel — eller tillsatsen kan vara begransad till vanadin, jam, och kisel.

[0021] Fe-V-Si forlegeringstillsatser enligt uppfinningen kan innefatta upp till ca 20% vanadin, baserat pa vikten av Fe-V-Si forlegeringstillsatsen, varvid resten dr jam och kisel. Foredragna Fe-V-Si forlegeringstillsatser enligt uppfinningen kan innefatta upp till ca 15% vanadin, baserat pa vikten av Fe-V-Si forlegeringstillsatsen, varvid resten ärjärn och kisel. Fe-VSi forlegeringstillsatser enligt uppfinningen kan innefatta mellan ca 3% till ca 10.5% vanadin, baserat pa vikten av Fe-V-Si forlegeringstillsatsen, varvid resten ar jam och kisel. I andra utforingsformer kan Fe-V-Si forlegeringstillsatsen innefatta mellan ca 3% till ca 7% vanadin, baserat pa vikten av forlegeringstillsatsen. Andra Fe-V-Si forlegeringstillsatser enligt uppfinningen kan innefatta ca 5% vanadin, baserat pa vikten av Fe-V-Si forlegeringstillsatsen.

[0022] Vissa Fe-V-Si fOrlegeringstillsatser enligt uppfinningen kan innefatta upp till ca 60% kisel, baserat pa vikten av Fe-V-Si forlegeringstillsatsen. Vissa Fe-V-Si forlegeringstillsatser enligt uppfinningen kan innefatta upp till ca 45% kisel, baserat pa vikten av Fe-V-Si forlegeringstillsatsen. Vissa Fe-V-Si forlegeringstillsatser enligt uppfinningen kan innefatta mellan ca 17% och ca 30% kisel, baserat pa vikten av Fe-V-Si forlegeringstillsatsen. Vissa Fe-V-Si forlegeringstillsatser enligt uppfinningen kan innefatta mellan ca 17% och ca 21% kisel, baserat pa vikten av Fe-V-Si forlegeringstillsatsen. Andra Fe-V-Si forlegeringstillsatser enligt uppfinningen kan innefatta ca 19% kisel, baserat pa vikten av Fe-V-Si forlegeringstillsatsen.

[0023] Andra metalliska amnen som avses med uppfinningen kan ocksa vara narvarande i Fe-V och Fe-V-Si forlegeringarna som beskrivs han sa lange som den totala vanadinhalten i forlegeringen är sasom beskrivs har.

[0024] Medelpartikelstorleken (d50, uppmatt med tekniker som är konventionella inom omradet, inklusive siktanalys och laserdiffraktion) av tillsatsema enligt uppfinningen kan vara upp till ca 70 mikrometer eller upp till ca 60 mikrometer. Sarskilt foredragna utforingsformer av tillsats innefattar sadana tillsatser som har en d50 som är mindre an eller lika med ca 20 mikrometer, med ca 20 mikrometer som den foredragna d50. I andra utforingsformer är d50 av tillsatsen mindre an eller lika med ca 15 mikrometer. Andra foredragna utforingsformer innefattar tillsatser som har en d50 som är mindre an eller lika med ca 10 mikrometer. Vissa 4 537 893 utforingsformer innefattar tillsatser som har en d50 som är mindre an eller lika med 5 mikrometer. Ytterligare andra utforingsformer innefattar tillsatser som har en d50 som är ca 2 mikrometer.

[0025] Fackmannen inom omradet kan ldtt berdkna mangden av tillsats som behovs for att bringa den totala vanadinhalten i de metallurgiska pulversammansdttningarna enligt uppfinningen till ca 0,05% till ca 1,0 vikt% av den metallurgiska pulversammansattningen. Tillsatsen är en mindre komponent av de metallurgiska pulversammansattningarna enligt uppfinningen, typiskt narvarande i mangder mindre an eller lika med 20%, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen. Till exempel, beroende pa vanadinhalten av tillsatsen kan de metallurgiska pulversammansattningama enligt uppfinningen innefatta ca 0,2% till ca 5% av den atminstone en tillsats, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen. I andra utforingsformer kan de metallurgiska pulversammansattningarna enligt uppfinningen innefatta ca 0,2% till ca 3,5% av den atminstone en tillsats, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansdttningen. Typiska utforingsformer innefattar ca 3% av den atminstone en tillsats, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansdttningen.

[0026] Utover tillsatser i form av en forlegering sasom beskrivits ovan kan vanadin blandas in i de metallurgiska pulversammansdttningarna enligt uppfinningen genom andra former av vanadinmetall. En typisk form av vanadinmetall är vanadinpentoxid. Vanadin kan ocksà blandas in i kompositionen i form av diffusionslegerat vanadin, exempelvis diffusionslegerat med jam. Det är ocksâ tankt att vanadin kan avsktas pa utsidan av ett jambaserat pulver eller avsattas pa utsidan av en forlegering av jam och andra metalliska amnen sasom molybden, nickel, eller en kombination ddrav.

[0027] De metallurgiska pulversammansdttningarna enligt uppfinningen innefattar ocksâ ett jambaserat pulver. De jambaserade pulvren enligt uppfinningen skiljer sig frail de forlegerade vanadininnehallande tillsatsema som beskrivits ovan och skall inte tolkas som inom ramen for de forlegerade tillsatsema som beskrivits ovan. Metallurgiska pulversammansattningar cnligt uppfinningcn innefattar atminstone 80% av cif jambaserat pulver, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen. De metallurgiska pulversammansattningarna enligt uppfinningen innefattar foretradesvis atminstone 90% av ett jambaserat pulver, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansdttningen. I andra utforingsformer innefattar de metallurgiska pulversammansdttningarna enligt uppfinningen 'atminstone ca 95% av ett jambaserat pulver, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansdttningen. Det ar tankt 537 893 att de mekaniska egenskaperna hos varje artikel som framstalls fran vilket som heist kant jambaserat pulver skulle gynnas genom att tillsatta vanadin till det jambaserade pulvret, med anvandning av metoderna som beskrivs har. De resterande vikt% av kompositionerna kan, forutom innehall av vanadintillsatserna och/eller forlegeringstillsatserna som beskrivs har, innehalla bindemedel, smorjmedel, andra forlegeringar etc. som vanligtvis anvands Mom pulvermetallurgi.

[0028] Vissa utforingsformer av uppfinningen anvander vasentligt rena jampulver som inte innehaller mer an ca 1,0 vikt%, foretradesvis inte mer an ea 0,5 vikt%, av vanliga fororeningar. Exempel pa sadana jampulver av metallurgisk kvalitet är ANCORSTEEL 1000- serien av rena jarnpulver, t ex 1000, 1000B och 1000C, tillgangliga frail Hoeganaes Corporation, Cinnaminson, New Jersey. ANCORSTEEL 1000 jampulver har en typisk siktprofil pa 22 vikt% av partiklarna under en No. 325 sikt (U.S. serie) och ca 10 vikt% av partiklarna stone an No. 100 sikt med aterstoden mellan dessa tva storlekar (sparmangder stone an No. 60 sikt). ANCORSTEEL 1000 pulvret har en medeltathet fran ca 2,85-3,00 g/cm3, typiskt 2,94 g/cm3. Andra jarnpulver som anvands i uppfinningen är typiska jarnsvamppulver, sasom Hoeganaes ANCOR MH-100 pulver.

[0029] De jambaserade pulvren enligt uppfinningen kan valfritt innehalla ett eller flera legeringsamnen som forbattrar mekaniska och andra egenskaper hos den slutliga metalldelen. Sadana jambaserade pulver är pulver av jam, foretradesvis vasentligen rent jam, som har blivit forlegerade med ett eller flera sadana amnen. De forlegerade pulvren framstalls genom att Ora en vasentligen homogen smalta av jam och de onskade legeringsamnena, och sedan atomisera smaltan, varvid de atomiserade dropparna bildar pulvret vid stelning Smaltblandningen atomiseras med hjalp av vanliga atomiseringstekniker, sasom till exempel attenatomisering. I en annan utforingsform framstalls magnetiska pulver genom att forst tillhandahalla ett metallbaserat pulver, och sedan belagga pulvret med ett legeringsmaterial.

[0030] Exempel pa legeringsamnen som ar forlegerade med jarnbaserade pulver innefattar, men ar inte begransade till, molybden, mangan, magnesium, krom, kisel, koppar, nickel, columbium (niob), grafit, fosfor, titan, aluminium, och kombinationer dray. Mangden av legeringsamnet eller —amnena som ingar bcror pa egenskaperna som onskas i den slutliga sammansattningen. Typiska jarnbaserade pulver som kan anvandas for att framstalla de metallurgiska pulversammansattningarna enligt uppfinningen innefattar de som ar tillgangliga fran Hoeganaes Corp, Cinnaminson, NJ, sasom ANCORSTEEL 30HP, ANCORSTEEL 50HP, ANCORSTEEL 85HP, ANCORSTEEL 150HP, ANCORSTEEL 2000, ANCORSTEEL 4600V, 6 537 893 ANCORSTEEL 721 SH, ANCORSTEEL 737 SH, ANCORSTEEL FD-4600, och ANCORSTEEL FD-4800A.

[0031] Ett ytterligare exempel pa jambaserade pulver är diffusionsbundna jarnbaserade pulver som är partiklar av vasentligen rent jam som har eft skikt eller en belaggning av en eller flera andra metaller, sasom stal-producerande amnen, diffunderade pa de yttre ytorna. Sadana kommersiellt tillgangliga pulver som kan anvandas for att framstalla de metallurgiska pulversammansattningarna enligt uppfinningen inkluderar DISTALOY 4600A diffusionsbundet pulver fran Hoeganaes Corporation, som innehaller ca 1,8% nickel, ca 0,55% molybden, och ca 1,6% koppas, och DISTALOY 4800A diffusionsbundet pulver fran Hoeganaes Corporation, som innehafier ca 4,05% nickel, ca 0,55% molybden, och ca 1,6% koppar.

[0032] I foredragna utforingsformer av uppfinningen är den jambaserade metallurgiska pulversammansattningen vasentligen fri frail vanadin. Det vill saga, vanadin blandas in i den slutliga kompositionen enbart genom tillsatsema som beskrivs hari.

[0033] Det är foredraget att de metallurgiska pulversammansattningarna enligt uppfinningen inkluderar andra amnen an jam och vanadin, och i forekommande fall, kisel. Foredragna amnen innefattar molybden, nickel, kol (grafit), koppar, och variationer (Wray. Dessa amnen kan finnas i de metallurgiska sammansattningarna enligt uppfinningen i vilken form som helst, sasom beskrivits ovan. Till exempel kan dessa amnen vara narvarande i de metallurgiska sammansattningarna enligt uppfinningen i antingen grundamnesform eller, till exempel, oxidform. Dessa amnen kan ocksâ forlegeras med de jambaserade pulversammansattningarna enligt uppfinningen eller Rims in i sammansattningen genom att bli inkluderade i den vanadin-innehallande forlegeringstillsatsen.

[0034] Sasom beskrivits ovan kan metallurgiska pulversammansattningar enligt uppfinningen innefatta molybden. Metallurgiska pulversammansattningar enligt uppfinningen innefattar foretradesvis ca 0,05% till ca 2,0% molybden, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen. I andra utforingsformer innefattar de metallurgiska pulversammansattningarna enligt uppfinningen ca 0,05% till ca 1,0% molybden, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen. Andra utforingsformer enligt uppfinningen inncfattar ca 0,05% till ca 0,35% molybdcn, bascrat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen. Foredragna utforingsformer innefattar ca 0,25% till ca 0,35% molybden, baserat pa vikten av sammansattningen. I andra utforingsformer innefattar de metallurgiska pulversammansattningarna ca 0,3% till 1,5% molybden, baserat pa vikten av sammansattningen. I foredragna utforingsformer innefattar de metallurgiska pulversammansattningama ca 0,3% till 1,0% molybden, baserat pa vikten av sammansattningen. 7 537 893 Sarskilt foredragna utfOringsformer innefattar ca 0,35%, ca 0,55%, ca 0,85%, eller ca 1,5% molybden, baserat pa vikten av sammansattningen.

[0035] Sasom beskrivits ovan kan foredragna metallurgiska pulversammansdttningar enligt uppfinningen innefatta kol, aven kallad grafit. Metallurgiska pulversammansdttningar enligt uppfinningen innefattar foretradesvis 0,05% upp till ca 2,0% grafit, baserat pa vikten av sammansattningen. Vissa utforingsformer innefattar 0,05 till ca 1,5% grafit, baserat pa vikten av sammansattningen. Andra utforingsformer innefattar 0,05 till ca 1,0% grafit, baserat pa vikten av sammansattningen. Ytterligare andra utforingsformer innefattar ca 0,7% grafit, baserat pa vikten av sammansattningen.

[0036] Sasom beskrivits ovan kan foredragna metallurgiska pulversammansattningar enligt uppfinningen innefatta nickel. Foretradesvis innefattar metallurgiska pulversammansdttningar enligt uppfinningen ca 0,1% till ca 2,0% nickel, baserat pa vikten av sammansattningen. Sammansattningar innefattar ca 2,0% nickel, baserat pa vikten av sammansattningen. Andra utforingsformer innefattar ca 0,2% till ca 1,85% nickel, baserat pa vikten av sammansattningen. Vissa utforingsformer innefattar ca 0,25%, ca 0,5%, ca 1,4%, eller ca 1.8% nickel, baserat pa vikten av sammansattningen.

[0037] Sasom beskrivits ovan kan andra foredragna metallurgiska pulversammansdttningar enligt uppfinningen innefatta koppar. Metallurgiska pulversammansdttningar enligt uppfinningen innefattar foretradesvis upp till ca 3,0% koppar, baserat pa vikten av sammansattningen. Sarskilt foredragna är sammansattningar som innefattar ea 2,0% koppar, baserat pa vikten av sammansattningen.

[0038] Metallurgiska pulversammansdttningar enligt uppfinningen kan ocksa innefatta smorjmedel, vars narvaro minskar utstotningskrafterna som behovs for att avldgsna den kompakterade komponenterna fran packningsformens urholkning Exempel pa sadana smorjmedel inkluderar stearatforeningar, sasom litium, zink, mangan, och kalciumstearater, vaxer sasom etylen bis-stearamider, polyetylenvax, och polyolefiner, och blandningar av dessa typer av smorjmedel. Andra smorjmedel innefattar sadana som innehaller en polyeterforening sasom beskrivs i U.S. patent 5,498,276 till Luk, och sadana som är anvandbara vid hogre packningstemperaturer beskrivna i U.S. patent nr. 5,368,630 till Luk, utover sadana som beskrivs i U.S. patent nr. 5,330,792 till Johnson et al., vilka var och en inforlivas hari i sin helhet genom hanvisning. 8 537 893

[0039] Metallurgiska pulversammansattningar enligt uppfinningen kan ocksa innehalla bindemedel, i synnerhet nar det jarnbaserade pulvret innefattar legeringsamnen i separat pulverform. Bindemedel som kan anvandas i fOreliggande uppfinning är de som vanligen anvands av den pulvermetallurgiska industrin. Exempelvis innefattar sadana bindemedel de som hittas i U.S. pat. nr. 4,834,800 till Semel, U.S. pat. nr. 4,483,905 till Engstrom, U.S. patent nr. 5,298,055 till Semel et.al., och U.S. patent nr. 5,368,630 till Luk, vilkas beskrivningar vardera inforlivas harmed genom hanvisning i sin helhet.

[0040] Mangden bindemedel som är narvarande i den metallurgiska pulversammansattningen beror pa sadana faktorer som densiteten, partikelstorleksfordelningen och mangderna elementart legeringspulver och basen jarnpulvret i den metallurgiska pulversammansattningen. I allmanhet tillsatts bindemedlet i en mangd av minst ca 0,005 viktprocent, mer foredraget fran ca 0,005 viktprocent till ca 1,0 viktprocent, och mest foredraget fran ca 0,05 viktprocent till ca 0,5 viktprocent, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen. 100411 Bindemedel innefattar exempelvis polyglykoler sasom polyetylenglykol eller polypropylenglykol; glycerin; polyvinylalkohol; homopolymerer eller sampolymerer av vinylacetat; cellulosahaltiga ester eller eter-hartser; metakrylatpolymerer eller sampolymerer; alkyd-hartser; polyuretan-hartser; polyester-hartser; eller kombinationer darav. Andra exempel pa bindemedel som är anvandbara är de relativt de polyalkylenoxid-baserade kompositionema med relativt hog molekylvikt, t.ex. bindemedlen beskrivna i U.S. pat. nr. 5,298,055 till Semel et al. Anvandbara bindemedel innefattar ocksa dibasisk organisk syra, sasom azelainsyra, och en eller flera polara komponenter sasom polyetrar (flytande eller fast) och akryl-hartser som beskrivna i U.S. pat. nr. 5,290,336 till Luk, som inforlivas hari genom hanvisning i sin helhet. Bindemedlen i '336 patentet till Luk kan med fordel ocksa fungera som en kombination av bindemedel och smorjmedel. Ytterligare anvandbara bindemedel innefattar cellulosaesterhartser, hydroxialkylcellulosa-hartser, och termoplastiska fenolhartser, t ex bindemedlen beskrivna i U.S. pat. nr. 5,368,630 till Luk.

[0042] De metallurgiska pulversammansattningarna enligt uppfinningen kan kompakteras, sintras och/eller varmebehandlas enligt metoder som är kanda inom teknikomthdet. Exempelvis placeras den metallurgiska pulversammansattningen i urholkningen av en packningsform och kompakteras under tryck, sasom mellan ca 5 och ca 200 ton per kvadrattum (tsi), mer vanligt mellan ca 10 och 100 tsi, och annu vanligare mellan ca 30 och 60 tsi. Den kompakterade delen avlagsnas sedan fran formens urholkning Formen kan anvandas vid 9 537 893 omgivningstemperatur eller eventuellt kylas under rumstemperatur eller upphettas over rumstemperatur. Formen kan upphettas till hogre an ca 100°F, till exempel till hogre an ca 120°F eller sà mycket som 270°F, sasom till exempel fran ca 150°F till ca 500°F.

[0043] Utan att vilja vara bunden till nagon sarskild teori, antas det att den okade hallfastheten som observeras i kompakterade, sintrade, varmebehandlade artiklar enligt uppfinningen beror pa den forfinade komstorleken. Den forfinade komstorleken antas ocksà ge battre slagegenskaper vid dessa hogre hallfastheter. Pa grund av finare komstorlek är formbarhet och slaghallfasthet hos utforingsformer enligt uppfinningen som innehaller vanadin hogre an jamforande material som inte innefattar vanadin, trots att de har hogre hallfasthet.

Exempel — Framstallning av en Fe-V-Si forlegering

[0044] Ferro-vanadin (80% vanadin resten _jam, "Fe-V") och 75% Ferro-Silicon ("Fe-Si") smaltas med jam i en induktionsugn till en nominell sammansattning av 19% kise1-5 % vanadin-resten jam. Den flyttande metallen atomiseras sedan med vatten med anvandning av vattenatomisering under hEigt tryck fOr att bilda ett pulver som har en medelpartikelstorlek (d50) mellan ca 25 och ca 40 mikrometer. Pulvret avvattnas och torkas och antingen mals eller siktas sedan sa att den slutliga partikelstorleken är ca 10 till ca 20 mikrometer. Syrehalten av tillsatsen är typiskt under ca 0,50%.

Exempel — Effekt av tillsats av vanadin till molybdenum-innelfallande jarnbaserade pulver Mix 1: 98,6 vikt% ANCORSTEEL 30HP, 0,7 vikt% grafit, 0,7 vikt% ACRAWAX C (Lonza Inc., Allendale, NJ) Mix 2: 98,4 vikt% ANCORSTEEL 30HP, 0,7 vikt% grafit, 0,7 vikt% ACRAWAX C, 0,2 vikt % Fe-V forlegering (80% vanadin, Hengyuan Metal % Alloy Powders Ltd., Oakville, ON L6L 1R4, Kanada) Mix 3: 95,1 vikt% ANCORSTEEL 30HP, 0,7 vikt% grafit, 0,7 vikt% ACRAWAX C, 3,5 vikt% F-V-Si forlegering (5% vanadin, 19% kisel, d50 =a 17 mikrometer) *ANCORSTEEL 30 HP (Hocganacs Corp., Cinnaminson, NJ) är typiskt av ctt jambascrat pulver som innefattar ca 0,30 vikt% till ca 0,4 vikt% molybden, och ca 0,10 vikt% till ca 0,2 vikt% mangan. 100451 Var och en av de ovan namnda blandningama framstalldes och kompakterades (50 tsi) enligt industristandarder. Presskroppama sintrades darefter vid ca 2300 °F och de mekaniska egenskaperna hos de resulterande sintrade delarna testades. Resultaten av dessa tester 537 893 visas i Tabell 1. Som framgar fran Tabell 1 resulterade tillsatsen av vanadin i en betydande okning i de sintrade mekaniska egenskaperna. "Ksi" i Tabell 1 och genom hela beskrivningen, exempel, tabeller och figurer, avser psi x 3.

Tabell 1 Prov 0,2%YS UTS Tojning Hardhet Sint. D Hardhet Slag Sint. D TRS DC Hardhet (ksi) (ksi) (%) (HRA) (g/cm3) (HRA) (ft*lbs) (g/cm3) (ksi) (%) (HRA) Mix 1 51,0 71,7 3,82 46 7,13 46 7,18 145,8 0,06 48 Mix 2 64,0 83,2 3,00 48 7,11 49 12 7,167,0 0,09 51 Mix 3 89,0 107,1 1,77 57 7,07 58 12 7,11 202,9 0,07 59

[0046] De sintrade presskroppama som framstallda ovan varmebehandlades vid 1650 °F i 1 timme, foljt av en oljeslackning vid 400 °F. De mekaniska egenskaperna hos de resulterande varmebehandlade delarna testades. Resultaten av dessa tester visas i Tabell 2. Som framgar Hit Tabell 2 resulterade tillsatsen av vanadin i en betydande okning av de varmebehandlade mekaniska.

Tabell 2 Prov 0,2%YS UTS Tojning Hardhet Sint. D Hardhet Slag Sint. D TRS DC Hardhet (ksi) (ksi) (%) (HRA) (g/cm3) (HRA) (felbs) (g/cm3) (ksi) (%) (HRA) Mix 1 115,147,2 0,89 71 7,12 72 8 7,16 228,9 0,03 71 Mix 2 142,1 163,1,11 71 7,11 71 7,13 249,3 0,23 72 Mix 3 134,0 163,7 1,11 72 7,04 72 7,09 263,1 0,16 74

[0047] Figurema 1 och 2 visar effekten av en Fe-V forlegering och en Fe-Si-V forlegering pa draghallfasthetenen av ANCORSTEEL 30HP + 0,70 vikt% grafit som funktion av sintringstemperaturen. Sasom avbildas i figurema 1 och 2 okar egenskaperna med okande sintringstemperatur. Sintringstemperaturen var 2300 °F. 11 537 893

[0048] Figur 3 visar att den sintrade strackgransen hos utforingsformer enligt uppfinningen okar som funktion av vanadinhalt. Forbindelselinjema mellan 30HP + FeV kurvan och ANCORSTEEL molybden grades tyder pa att tillsats av 0,16% vanadin till 30HP har en strackgrans som motsvarar ungefar 1,3 vikt% molybden. Likasa motsvarar strackgransen for 30HP + Fe-Si-V (nominellt 0,30 vikt% Mo-0,60 vikt% Si och 0,08 vikt% vanadin) strackgransen for ANCORSTEEL 150HP. En tillsats av 3,5 vikt% av Fe-Si-V tillsatsen till 30HP (nominellt 0,30 vikt% Mo-0,60 vikt% Si och 0,16 vikt% vanadin) leder till en overlagsen strackgrans an ANCORSTEEL 150HP (84 ksi kontra 71 ksi) i det sintrade tillstandet.

Exempel - Effekt av tillsats av vanadin till nickel-innehallande jarnbaserade pulver Mix 4: 97,3 vikt% ANCORSTEEL 1000B, 0,7 vikt% grafit, 0,7 vikt% ACRAWAX C, 2,0 vikt% nickel Mix 5: 97,1 vikt% ANCORSTEEL 1000B, 0,7 vikt% grafit, 0,7 vikt% ACRAWAX C, 2,0 vikt% nickel, 0,2% Fe-V forlegering (80% vanadin) Mix 6: 93,8 vikt% ANCORSTEEL 1000B, 0,7 vikt% grafit, 0,7 vikt% ACRAWAX C, 2,0 vikt% nickel, 3,5 vikt% Fe-V-Si forlegering (5% vanadin, 19% kisel, d50 = ca 17 mikrometer) ANCORSTEEL 1000B (Hoeganaes Corp., Cinnaminson, NJ)

[0049] Var och en av de ovan namnda blandningarna framstalldes och kompakterades (50 tsi) enligt industristandarder. Presskropparna sintrades darefter vid ca 2300 °F och de mekaniska egenskaperna hos de resulterande sintrade delarna testades. Resultaten av dessa tester visas i Tabell 3. Som framgar fran tabellen fanns det en Okning av bade den sintrade hallfastheten och hardheten i de utforingsformer som innefattar vanadin.

Tabell 3 Prov 0,2%YS UTS Tojni ng Hardhet Sint. D Hardhet Slag Sint. D TRS DC Hardhet (ksi) (ksi) (%) (HRA) (g/cm3) (HRA) (felbs) (g/cm3) (ksi) (%) (HRA) Mix 4 46,6 80,0 4,24 48 7,18 46 7,23 162,7 -0,08 49 Mix 64,3 93,9 3,83 51 7,16 53 16 7,21 185,6 -0,02 53 Mix 6 80,2 108,2,56 57 7,58 16 7,14 213,2 -0,059

[0050] De sintrade presskroppama som framstallda ovan varmebehandlades vid 1650 °F i 1 timme foljt av en oljeslackning vid 400 °F. De mekaniska egenskaperna hos de resulterande varmebehandlade delarna testades. Resultaten av dessa tester visas i Tabell 4. Som 12 537 893 framgar fran tabellen, fanns det en okning av bade hallfastheten och hardheten, tillsammans med en &fling av formbarhet och slagenergi i de utforingsformer som innefattar vanadin.

Tabell 4 Prov 0,2%YS UTS Tojni ng Hardhet Sint. D Hardhet Slag Sint. D TRS DC Hardhet (ksi) (ksi) (%) (HRA) (g/cm3) (HRA) (ft*lbs) (g/cm3) (ksi) (°,/o) (HRA) Mix 4 108.2 132.8 0.81 72 7.18 71 11 7.22 208.1 -0.08 73 Mix 108.0 140.1 0.87 71 7.16 72 12 7.21 260.2 0.04 73 Mix 6 156.6 165.7 1.11 72 7.73 13 7.13 274.8 -0.2 74

[0051] Figur 4 visar den varmebehandlade draghallfastheten kontra nickelhalt i utforingsformer enligt uppfinningen kontra ANCORSTEEL 1000B med Fe-V och Fe-Si-V forlegeringstillsatser, som bada är vasentligen fria fran nickel. Som framgar fran Figur 4 motsvarar tillsatsen av Fe-V forlegeringen en tillsats av ca 0,8 vikt% nickel medan tillsatsen av Fe-Si-V forlegeringen ger en varmebehandlad draghallfasthet som overstiger den av 2 vikt% nickel.

Exempel — Effekt av tillsats av vanadin till kol-innehallande jarnbaserade pulver Mix 7: 98,6 vikt% ANCORSTEEL 1000B, 0,7 vikt% grafit, 0,7 vikt% ACRAWAX C Mix 8: 98,4 vikt% ANCORSTEEL 1000B, 0,7 vikt% grafit, 0,7 vikt% ACRAWAX C, 0,2 vikt% Fe-V forlegering (80% vanadin) Mix 9: 95,1 vikt% ANCORSTEEL 1000B, 0,7 vikt% grafit, 0,7 vikt% ACRAWAX C, 3,5 vikt% Fe-V-Si forlegering (5% vanadin, 19% kisel, ca 17 mikrometer)

[0052] Var och en av de ovan namnda blandningarna framstalldes och kompakterades (50 tsi) enligt industristandarder. Presskroppama sintrades darefter vid ca 2300 °F och de mekaniska egenskaperna hos de resulterande sintrade delama testades. Resultaten av dessa tester visas i Tabell 5. Som framgar fran tabellen resulterade tillsatsen av vanadin i okad hallfasthet och hardhet.

Tabell Prov 0,2%YS UTS Tojning Hardhet Sint. D Wardhet Slag Sint. D TRS DC Hardhet (ksi) (ksi) (%) (HRA) (g/cm3) (HRA) (ft*lbs) (g/cm3) (ksi) (%) (HRA) Mix 7 38,2 60,4 4,80 41 7,13 41 16 7,17 124,9 0,14 42 13 537 893 Mix 53,8 72,1 3,47 7,11 47 12 7,140,3 0,18 48 8 Mix 63,2 85,1 2,93 52 7,052 13 7,173,9 0,14 54 9

[0053] De sintrade presskropparna som framstallda ovan varmebehandlades vid 1650 °F i 1 timme, foljt av en oljeslackning vid 400 °F. De mekaniska egenskaperna hos de resulterande varmebehandlade delarna testades. Resultaten av dessa tester visas i Tabell 6.

Tabell 6 Prov 0,2%YS UTS Tojning Hardhet Sint. D Hardhet Slag Sint. D TRS DC Hardhet (ksi) (ksi) (%) (HRA) (g/cm3) (HRA) (felbs) (g/cm3) (ksi) (%) (HRA) Mix 7 121,0 138,7 0,87 73 7,13 71 8 7,17 207,6 0,17 73 Mix 8 109,3 120,0 1,67,12 66 7,210,6 0,27 68 Mix 9 125,0 146,7 0,86 71 7,06 72 7,228,1 0,24 72

[0054] Figur 5 visar en jamforelse av draghallfastheten (varmebehandlad) av ANCORSTEEL 30HP och ANCORSTEEL 30HP med Fe-Si-V forlegeringstillsats kontra kolhalt. Som framgar fran Figur 5 minskar formbarheten av ANCORSTEEL 30HP utan tillsats kontinuerligt med kolhalt. Draghallfastheten b6rjar minska Over ca 1,1 vikt% kol. Nar Fe-Si-V forlegering har tillsats, forblir tojningen forhallandevis konstant medan draghallfastheten fortsatter att Oka Over 1,1 vikt% kol.

Exempel - Effekt av tillsats av vanadin till koppar-innehallande jarnbaserade pulver Mix 10: 96,6 vikt% ANCORSTEEL 1000B, 0,7 vikt% grafit, 0,7 vikt% ACRAWAX C, 2,0 vikt% koppar Mix 11: 96,4 vikt% ANCORSTEEL 1000B, 0,7 vikt% grafit, 0,7 vikt% ACRAWAX C, 2,0 vikt% koppar, 0,2 vikt% Fe-V forlegering (80% vanadin) Mix 12: 93,1 vikt% ANCORSTEEL 1000B, 0,7 vikt% grafit, 0,7 vikt% ACRAWAX C, 2,0 vikt% koppar, 3,5 vikt% Fe-V-Si forlegering (5% vanadin, 19% kisel, ca 17 mikrometer) 14 537 893

[0055] Var och en av de ovan namnda blandningarna framstalldes och kompakterades (50 tsi) enligt industristandarder. Presskropparna sintrades darefter vid ca 2300 °F och de mekaniska egenskaperna hos de resulterande sintrade delarna testades. Resultaten av dessa tester visas i Tabell 7.

Tabell 7 Prov 0,2%YS UTS Tojning Hardhet Sint. D TRS DC Hardhet Sint. D Hardhet Slag (ksi) (ksi) (%) (HRA) (g/can3) (ksi) (%) (HRA) (gican3) (HRA) (ft*lbs) Mix 70,6 92,9 2,66 52 7,12 190,9 0,33 54 7,07 53 14 Mix 11 73,91,2,53 7,183,4 0,39 54 7,053 12 Mix 12 80,6 96,3 1,58 56,99 185,3 0,54 56,97 5

[0056] De sintrade presskropparna som framstallda ovan varmebehandlades vid 1650 °F i 1 timme, foljt av en oljeslackning vid 400 °F. De mekaniska egenskaperna hos de resulterande varmebehandlade delarna testades. Resultaten av dessa tester visas i Tabell 8.

Tabell 8 Prov 0,2%YS UTS Tojning Hardhet Sint. D TRS DC Hardhet Sint. D Hardhet Slag (ksi) (ksi) (%) (HRA) (g/cm) (ksi) (%) (HRA) (g/cm) (HRA) (ft*lbs) Mix 98,1 122,2 0,67 70 7,11 212,6 0,36 71 7,07 71 9 Mix 11 120,8 138,8 0,871 7,09 227,1 0,47 71 7,070 8 Mix 12 140,9 153,0,91 71 6,99 226,8 0,57 71 6,96 72 8 Exempel - Hardbarhet

[0057] En hardbarhetsstudie utfordes i vilken en standard inlagringsmetallklump austenitiserades vid 1650 °F och oljeslacktes enligt forfaranden kanda inom teknikomradet. Avlasningar av mikrohardheten gjordes genom tjockleken av inlagringsmetallklumpen for att simulera ett jominy hardbarhetstest. Resultaten av dessa tester visas i Figur 6.

[0058] I Figur 6 jamfordes hardbarheten av olika ANCORSTEEL Mo kvaliteter (30HP, 50HP och 85HP, var och en med 0,4 vikt% grafit) med en ANCORSTEEL 30HP med 0,16 vikt% vanadin (tillsatt genom en Fe-V forlegering). Sasom visas i Figur 6 overstiger 537 893 hardbarheten av ANCORSTEEL 30HP med vanadin den av ANCORSTEEL 30HP. Dessutom är ANCORSTEEL 30HP med vanadin lika med, eller battre an, ANCORSTEEL 50HP. ANCORSTEEL 85HP med 0,4 vikt% grafit genomhardade till ett djup av 0.25 tum.

Exempel — Metallografiska Resultat

[0059] Metallografiska resultat av Fe-V forlegeringstillsatsen i sintrad ANCORSTEEL 30HP visas i Figurerna 7A och 7B. Sasom framgar av Figurerna 7A och 7B resulterar tillsatsen av vanadin i en mer skivig perlitisk struktur. Delningen av perliten är ocksâ finare med tillsatsen av vanadin. Hada dessa faktorer tros bidra till okningen av styrkan i det sintrade tillstandet.

Exempel — Kornstorlek

[0060] Figurerna 8A och 8B visar att martensitnalarna i det varmebehandlade tillstandet är mycket finare i materialet med vanadin (tillsatt genom Fe-V forlegering), vilket indikerar en finare austenitkornstorlek fore hardning. Den finare kornstorleken tros leda till hogre draghallfastheter med battre formbarhet och slagenergi, vilket framgar av de foregaende exemplen. 16

Claims (22)

537 893 PATENTKRAV

1. En metallurgisk pulversammansattning som innefattar: atminstone 90% jarnbaserat metallurgiskt pulver, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen; och atminstone en tills ats som är en fOrlegering som innefattar jam, kisel och vanadin; van i den totala vanadinhalten av sammansattningen är ca 0,05 vikt% till ca 1,0 vikt% av sammansattningen; och van i tillsatsen innefattar ca 3% till ca 10,5% vanadin, baserat pa vikten av tillsatsen, och ca 17% till ca 30% kisel, baserat pa vikten av tillsatsen.

2. En metallurgisk pulversammansattning som innefattar: atminstone 90% jarnbaserat metallurgiskt pulver, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen; och atminstone en tillsats som är en forlegering som innefattar vanadin och jam, vani tillsatsen innefattar kminstone ca 75% vanadin, baserat pa vikten av tillsatsen; van i den totala vanadinhalten av sammansattningen am ca 0,05 vikt% till ca 1,0 vikt% av sammansattningen.

3. Metallurgisk pulversammansattning enligt krav 2, van i tillsatsen innefattar ca 78-80% vanadin, baserat pa vikten av tillsatsen.

4. Metallurgisk pulversammansattning enligt krav 1, van i tillsatsen innefattar ca 3% till ca 7% vanadin, baserat pa vikten av tillsatsen, och ca 17% till ca 21% kisel, baserat pa vikten av tillsatsen.

5. Metallurgisk pulversammansattning enligt nagot av foregaende krav van i tillsatsen innefattar mindre an ca 0,50% syre, baserat pa vikten av tillsatsen.

6. Metallurgisk pulversammansattning enligt nagot av foregaende krav, van i den metallurgiska pulversammansattningen innefattar ca 0,2% till ca 5% tillsats, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen. 17 537 893

7. Metallurgisk pulversammansattning enligt krav 6, van i den metallurgiska pulversammansattningen innefattar ca 3,5% tillsats, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen.

8. Metallurgisk pulversammansattning enligt nagot av foregaende krav, van i tillsatsen har en medelpartikelstorlek (d50) pa ca 10 till 20 mikrometer.

9. Metallurgisk pulversammansattning enligt nagot av foregaende krav, van i den metallurgiska pulversammansattningen vidare innefattar fran ca 0,05 vikt% till ca 2,0 vikt% molybden, frail ca 0,1 vikt% till ca 2,0 vikt% nickel, frail ca 0,05 vikt% till ca 2,0 vikt% grafit, eller upp till ca 3,0 vikt% koppar, eller en kombination darav.

10. Metallurgisk pulversammansattning enligt nagot av kraven 1 till 8, van i den metallurgiska pulversammansattningen innefattar ca 0,05 vikt% till ca 2,0 vikt% molybden, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen.

11. Metallurgisk pulversammansattning enligt krav 10, van i den metallurgiska pulversammansattningen innefattar ca 0,05 vikt% till ca 1 vikt% molybden, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen.

12. Metallurgisk pulversammansattning enligt krav 11, van i den metallurgiska pulversammansattningen innefattar ca 0,05 vikt% till ca 0,35 vikt% molybden, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen.

13. Metallurgisk pulversammansattning enligt krav 12, van i den metallurgiska pulversammansattningen innefattar ca 0,25 vikt% till ca 0,35 vikt% molybden, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen.

14. Metallurgisk pulversammansattning enligt nagot av kraven 1 till 8, van i den metallurgiska pulversammansattningen innefattar ca 0,1 vikt% till ca 2,0 vikt% nickel, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen.

15. Metallurgisk pulversammansattning enligt nagot av kraven 1 till 8, van i den metallurgiska pulversammansattningen innefattar ca 0,05 vikt% till ca 2,0 vikt% grafit, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen. 18 537 893

16. Metallurgisk pulversammansktning enligt krav 15, van i den metallurgiska pulversammansattningen innefattar ca 0,7 vikt% grafit, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammanattningen.

17. Metallurgisk pulversammansdttning enligt nagot av kraven 1 till 8, van i den metallurgiska pulversammansattningen innefattar upp till ca 3,0 vikt% koppar, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansatningen.

18. Metallurgisk pulversammansdttning enligt krav 17, van i den metallurgiska pulversammansattningen innefattar ca 2,0 vikt% koppar, baserat pa vikten av den metallurgiska pulversammansattningen.

19. Metallurgisk pulversammansdttning enligt nagot av foregaende krav, van i det jarnbaserade metallurgiska pulvret är en forlegering.

20. Metallurgisk pulversammansdttning enligt nagot av foregaende krav, van i det jarnbaserade metallurgiska pulvret är vasentligen fritt fran vanadin.

21. Metallurgisk pulversammansdttning enligt nagot av foregaende krav, van i den totala vanadinhalten av den metallurgiska pulversammanattningen kommer fran den atminstone en tillsats.

22. Metallurgisk pulversammansdttning enligt nagot av foregaende krav, som vidare innefattar ett smOrjmedel.

23. Metallurgisk pulversammansdttning enligt nagot av foregaende krav, som vidare innefattar ett bindemedel.

24. En kompakterad del som innefattar den metallurgiska pulversammansatningen enligt nagot av foregaende krav.

25. Kompakterad del enligt krav 24, van i delen är sintrad. 19 537 893

26. FOrfarande for framstallning av en metallurgisk pulversammansatning enligt krav 1 eller krav 2 som innefattar att kombinera ett jambaserat metallurgiskt pulver med en tillsats som är en forlegering som innefattar vanadin.

27. Forfarande enligt krav 26, van i tillsatsen vidare innefattar jam, kisel, eller en kombination ddrav.

28. Tillsats for pulvermetallurgiska tillampningar som är en forlegering, varvid tillsatsen innefattar jam, kisel och vanadin, van i tillsatsen innefattar ca 3% till ca 10,5% vanadin, baserat pa vikten av tillsatsen, och ca 17% till ca 30% kisel, baserat pa vikten av tillsatsen.

29. Tillsats enligt krav 28, van i tillsatsen bestar av jdm, kisel och vanadin.

30. Metallurgisk pulversammansattning enligt nagot av foregaende krav, van i tillsatsen vidare innefattar atminstone en eller flera av krom, nickel, mangan, koppar, bor och kvdve.

31. Metallurgisk pulversammansdttning enligt nagot av foregaende krav, van i tillsatsen inte innefattar kol.

32. Metallurgisk pulversammansdttning enligt nagot av foregaende krav, van i tillsatsen vidare innefattar kvave och inte innefattar kol. 537 893 1/8 110 — 100 90 as 30HP Fev oas80 01 70 A = 3 ksi A 10 ksi A = 5 ksi 60 2000 2050 2100 2150 2200 2250 2300 23 Sintringstemperatur (°F) FIGUR 1 2050 2100 2150 2200 2250 2300 Sintringstemperatur (°F) FIGUR 2 23 537 893 2/8 1 60 100 70 537 893 3/8 Vanadinhalt I 30HP bas Ti u.iu.s

0. 40. 85 80 75 70 6 60 30H P +X vikt% Vanadin (SW = 0,65% Si) + 0,7% Grafit 30H P +X vikt% Vanadin (FeV) + 0,7% Grafit ANCORSTEEL Mo Kva:teter + 03 vilef% (3refiit 0,t22. Alt0 V,X.,,Pcnttzs.,,sk.,.;;;,,,i-0/kx.:61§ „t": N6.■:ta • k. :4:6;hs FIGUR 3 537 893 4/8 8 Draghallfasthet (k A1000:3 $O$ vikt% Grafit + 3,5 SiV 80 A1000B + 0,7 vikt% Grafit + X vikt% Ni 7 A1000B +0,7 vikt% Grafit 70 + 0,2 FeV 6 60 •

0. 11.22. Nickel (vikt%) FIGUR 4 537 893 5/8

1. UTS 30HP -9— UTS 30HP SiV ff Tojning 30HP A To; n ng 30HP + SiV

0. 60.70.80.911.1 Kol (%) 0,

1. 31.4 4 3,5 3 2,5 2 1,

1. 2 60 Draghallfasthet 200 180 160 140 120 100 80 FIGUR 537 893 6/8 Mikrohardhet av Moly kvaliteter (0,4% Grafit) Mikrohardhet 700 600 500 400 I • 300 200 100 0 ,i 85HP

1. . I'''• •I : II! I

2. I •' I.

3. I !.... , = ,I, a.t

4. : % iy IlkO.Sli 30HP + 0 6 vikt% eaA f 50HP %ink k•s 30HP

0. 00.10.0.20.0.3 Avstand FIGUR 6 7/8 537 893 8/8 FIGUR 8B 537 893