DE1188821B

DE1188821B - Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern aus Eisenpulver

Info

Publication number: DE1188821B
Application number: DEM45727A
Authority: DE
Inventors: Dr Rudolf Brill; Inge Melczynski
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1960-06-24
Filing date: 1960-06-24
Publication date: 1965-03-11

Description

Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Eisenpulver Es ist bekannt, Metallpulver durch Sintern oder Pressen in feste Form zu bringen (Pulvermetallurgie). Dabei findet das Sintern bei erhöhten Temperaturen statt, die - nach einer Faustregel von T a m m a n n -etwa zwei Drittel der Schmelztemperatur betragen. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Eisenpulver sogar bei Temperaturen unter 100° C ohne Verwendung von erhärtenden Bindemitteln in feste Form gebracht werden kann, wenn man es mit Wasser anteigt und in Gegenwart von Wasser für einige Zeit auf erhöhte Temperaturen, zweckmäßig zwischen 70 und 100° C, erhitzt. Das Verfahren, das als hydrothermales Sintern bezeichnet werden soll, kann beispielsweise so ausgeführt werden, daß das mit Wasser bei Zimmertemperatur angeteigte Eisenpulver in ein poröses Material eingebettet und in Wasser für längere Zeit auf erhöhte Temperatur gebracht wird. Nach dem Abkühlen und Trocknen ist das Eisenpulver zu einer festen Masse zusammengebacken, die beim Ankratzen metallischen Glanz annimmt und z. B. auf der Drehbank bearbeitbar ist. Der Oberfläche kann auch durch Polieren ein metallisches Aussehen verliehen werden.
Das Zusammenbacken des Eisens bei dieser Behandlung ist auf eine chemische Reaktion zwischen dem Wasser und der Oberfläche der Teilchen des Eisenpulvers zurückzuführen. Dabei findet auch eine Gasentwicklung statt, die verursacht, daß die nach diesem Verfahren hergestellten Körper eine gewisse Porosität aufweisen, wenn die Behandlung mit Wasser bei gewöhnlichem Druck vorgenommen wurde. Der Porositätsgrad kann durch äußeren Druck auf die Probe beeinflußt werden. Auch durch Druckerhöhung beim hydrothermalen Sintern läßt sich die Porosität vermindern oder ganz zum Verschwinden bringen.
Die Erhitzung kann in verschiedener Weise durchgeführt werden, z. B. durch Einlegen in ein Wasserbad bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck, durch Behandeln mit gesättigtem Wasserdampf od. dgl. Die zur Erhärtung benötigte Zeit hängt wesentlich von der Temperatur ab, bei der sie durchgeführt wird. Bei Temperaturen unter 100° C kann eine gute Erhärtung eine Erhiizungsdauer von bis zu 24 Stunden benötigen, während bei Temperaturen über 100° C eine wesentliche Verkürzung eintritt.
Beispiel 1 Eisenpulver (Carbonyleisen) wird mit Wasser im Gewichtsverhältnis 7:1 zu einer Paste angerührt und ein flaches Prisma daraus geformt. Dieses wird mit Filtrierpapier umwickelt, das mit dünnem Gummiband (Packring) zusammengehalten wird. In dieser Form wird die Probe unter Wasser 10 Stunden auf 95°C erhitzt. Danach wird die Probe aus dem Wasser genommen, vom Filtrierpapier befreit, getrocknet und die außen anhaftende dünne pulvrige Schicht entfernt. Die Substanz stellt ein kompaktes Stück dar, das sich äußerlich von Eisen nicht unterscheiden läßt und mechanisch bearbeitbar ist. Beispiel 2 Durch einen auf einen Gummischlauch von 1 cm Durchmesser und 5 cm Länge passenden durchbohrten Korken wird ein Glasrohr von 3 mm lichter Weite so weit eingeführt, daß es am verjüngten Ende des Korkens gerade mit dessen Oberfläche abschließt. Darauf wird dieses Ende mit einem Filtrierpapier bedeckt und der Korken in den Schlauch gesteckt. Eisenpulver wird mit Wasser zu einem dünnen Brei angerührt und von der oberen Seite in den Schlauch eingegossen. Am unteren Ende wird das überschüssige Wasser mit einer Wasserstrahlpumpe abgesaugt. Danach wird das obere Ende des Schlauches mit einem Korken fest verschlossen und die Vorrichtung in einem mit Wasser halb gefüllten Rundkolben gebracht, derart, daß das freie Ende des Glasrohres in das Wasser eintaucht. Nach Erhitzen für 12 Stunden am Rückflußkühler ist die im Schlauch befindliche Masse völlig erhärtet. Aus ihr wird durch Abdrehen an der Drehbank ein exakter Zylinder von metallischem Aussehen und großer Festigkeit erhalten. Man gewinnt die gleiche Substanz, wenn eine wie oben beschrieben vorbereitete Probe für etwa die gleiche Zeit durch darübergeleiteten Wasserdampf auf 100° C erhitzt wird.
Beispiel 3 Eine wie unter Beispiel 1 hergestellte Probe wird im Autoklav für 6 Stunden,auf 135° C erhitzt. Die so erhaltene Substanz besitzt die gleichen Eigenschaften wie die des Beispiels 1, jedoch ist deren Porosität geringer.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Eisenpulver, dadurch gekennzeichn e t, daß das Eisenpulver mit Wasser angeteigt, in die gewünschte Form gebracht und in Gegenwart von Wasser längere Zeit erhitzt wird, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 70 und 100° C.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrothermale Sintern in Formen vorgenommen wird, die aus wasserdurchlässigem Material bestehen und sich während des Sinterns in einem Wasserbad befinden.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrothermale Sintern mit gesättigtem Wasserdampf vorgenommen wird.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Behandlungsdauer und/oder der Porosität das hydrothermale Sintern unter Druck bei Temperaturen über 100° C vorgenommen wird.