DE2032814C - tool - Google Patents
toolInfo
- Publication number
- DE2032814C DE2032814C DE19702032814 DE2032814A DE2032814C DE 2032814 C DE2032814 C DE 2032814C DE 19702032814 DE19702032814 DE 19702032814 DE 2032814 A DE2032814 A DE 2032814A DE 2032814 C DE2032814 C DE 2032814C
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tool
- tool according
- metallic
- metal alloy
- network
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 16
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 7
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 4
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 claims description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims 2
- UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N alumane;titanium Chemical compound [AlH3].[Ti] UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WJBOZNBTISYPIZ-UHFFFAOYSA-N [V].[W].[Ni] Chemical compound [V].[W].[Ni] WJBOZNBTISYPIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018575 Al—Ti Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QXLYKLCDAFSZCM-UHFFFAOYSA-N [Mo].[W].[Co] Chemical compound [Mo].[W].[Co] QXLYKLCDAFSZCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- CYUOWZRAOZFACA-UHFFFAOYSA-N aluminum iron Chemical compound [Al].[Fe] CYUOWZRAOZFACA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N azanylidynechromium Chemical compound [Cr]#N CXOWYMLTGOFURZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- PYLLWONICXJARP-UHFFFAOYSA-N manganese silicon Chemical compound [Si].[Mn] PYLLWONICXJARP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000013528 metallic particle Substances 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- -1 oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Description
2S Die Erfindung betrifft ein Werkzeug, das pulvermetallurgisch durch Pressen und anschließendes Sintern hergestellt ist. 2 S The invention relates to a tool that is produced by powder metallurgy by pressing and subsequent sintering.
Auf vielen Gebieten der Technik besteht Bedarf an Formteilen mit möglichst hohen Festigkeiten bei hohen Temperaturen. Solche Gebiete sind z. B. die Raumfahrt, der Gasturbinenbau, die Warmformgebung von Schwermetallen. Für mechanisch beanspruchte Teile bei Temperaturen über 650° C wurden zahlreiche Gußlegierungen und schmiedbare Legierungen entwickelt, die als Basismetall meist Nickel oder Kobalt enthalten.In many areas of technology there is a need for molded parts with the highest possible strength high temperatures. Such areas are e.g. B. aerospace, gas turbine construction, hot forming of heavy metals. For mechanically stressed parts at temperatures above 650 ° C Numerous cast alloys and forgeable alloys developed, mostly nickel as the base metal or contain cobalt.
Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Herstellung von Formteilen mit hoher Warmfestigkeit und hoher Warmhärte geht von Metallpulvern aus, denen häufig hochschmelzende Oxyde zugemischt werden. Die Pulver oder Mischungen werden zu porösen Formkörpern gepreßt und entweder bei hoher Temperatur möglichst dicht gesintert oder durch Heißpressen oder Strangpressen verformt und verdichtet. In jedem Fall wird eine möglichst hohe Dichte angestrebt. Die nichtmetallischen Teilchen und möglichst auch die Metallpulver sollen sehr fein sein, um eine feindisperse und weitgehende gleichmäßige Verteilung der Einschlüsse zu erzielen, die nach den bisherigen Erkenntnissen die besten Fesligkeitswerte ergibt.Another known method for the production of molded parts with high heat resistance and high Hot hardness is based on metal powders to which high-melting oxides are often added. The powder or mixtures are pressed into porous moldings and either at high temperature if possible densely sintered or deformed and compacted by hot pressing or extrusion. In any case it will striving for the highest possible density. The non-metallic particles and, if possible, the metal powder as well should be very fine in order to ensure a finely dispersed and largely even distribution of the inclusions to achieve which, according to previous knowledge, gives the best strength values.
Weiterhin ist bekannt, ein Skelett aus dünnen Metallfasern (vorzugsweise kleiner als 0,1 mm dick) zunächst durch eine Chromdiffusionsbehandlung zu inchromieren und später mit einem keramischen Schlicker,It is also known to initially use a skeleton made of thin metal fibers (preferably less than 0.1 mm thick) chrome-plated through a chrome diffusion treatment and later with a ceramic slip,
d. h. mit einer wäßrigen Festkörpersuspension, zu tränken (deutsche Patentschrift 1 227 663). Das Verfahren ist wegen der Diffusions- und Trockenzeiten sehr aufwendig und erfordert relativ stark poröse Skelettkörper, um das tiefe Eindringen der Festkörper und die Entfernung des in der Keramikaufschlemmung enthaltenen Wassers zu ermöglichen. Eine höhere Verdichtung kann nur durch einen Sintervorgang des Keramikanteils erfolgen, wobei der metallische Anteil bereits flüssig ist.d. H. with an aqueous solid suspension to impregnate (German Patent 1,227,663). The procedure is very expensive because of the diffusion and drying times and requires relatively strong porosity Skeletal body to allow deep penetration of the solids and removal of those in the ceramic slurry to allow contained water. A higher compression can only be achieved through a sintering process of the Ceramic portion take place, the metallic portion is already liquid.
Das erfindungsgemäß hergestellte Werkzeug unterscheidet sich wesentlich von den nach den bekannten Tränkverfahren erzeugten Formkörpern. So ist die Tränkung pröser Metallskelette mit einem flüssigenThe tool produced according to the invention differs significantly from that according to the known ones Impregnation process produced moldings. This is how the impregnation of prous metal skeletons with a liquid one
Metall, ζ. B. Kupfer, bekannt Dabei entstehen jedoch zwei metallische Netzwerke. Auch das Tränken metal!· lischer Skelette mit Fett, öl sowie mit wäßrigen Lösungen wurde bereits vorgeschlagen. Die dabei entstehenden Formkörper sind mit den erfindungsgemäß hergestellten Werkzeugen in keiner Weise vergleichbar.Metal, ζ. B. Copper, known but arise two metallic networks. Even the soaking metal! Lischer skeletons with fat, oil and aqueous solutions has already been proposed. The molded bodies produced in this way are similar to those according to the invention manufactured tools in no way comparable.
Eine eigene Entwicklung, z. B. zur Herstellung von Warmarbeitswerkzeugen, geht von Werkstoffen aus, die wesentlich billiger sind als die bekannten Legierungen auf der Basis Nickel und Kobalt, und führte zu dem Ergebais, daß beispielsweise poröse Strangpreßmatrizen mit hohen Stickstoffgchalten (> 1%) aus chromhaltigen Stahlpulvern bei Strangpressen von Stahlrohren höhere Standzeiten und bessere Rohroberflächen erzielten als die bisher be.sien schmelzmetallurgisch hergestellten und porenfreien Stahlmatrizen, die in diesen Strangpressen üblicherweise verwendet werden Weitere Versuche unter anderen Preßbedingungen zeigten jedoch, daß in vielen Fällen neben einer guten Warmfestigkeit bei Temperaturen über 650 C auch die Festigkeit im tieferen Temperaturbereich bis zur Raumtemperatur von wesentlichem Einfluß auf die Haltbarkeit der Matrize ist.An own development, e.g. B. for the production of hot work tools, is based on materials that are much cheaper than the known alloys based on nickel and cobalt, and led to the result that, for example, porous extrusion dies with high nitrogen content (> 1%) made of chromium-containing steel powders in extrusion of steel pipes achieved longer service lives and better pipe surfaces than the previously be.sien melt metallurgically produced and pore-free steel matrices, which are usually used in these extrusion presses the strength in the lower temperature range up to room temperature has a significant influence on the durability of the die.
Dem ernndungsgemäßen Verfahren liegt die Aufgabenstellung zugrunde, Werkzeuge herzustellen, die eine hohe Härte — und damit meist auch einen hohen Verschleißwiderstand — bei Temperaturen sowohl über 650 C als auch unter 650" C besitzen. Diese Eigenschaften besitzen die bisher bekannten Werkstoffe nur unvollkommen. So haben Werkzeugstähle und die heute in steigendem Maße eingesetzten martensitaushärtenden Stähle im Temperaturbereich bis etwa 550° C eine hohe Härte, die jedoch bei höheren Temperaturen stark abfällt Oberhalb 550cC werden fast ausschließlich die meist austenitischen Sonderlegierungen auf Nickel- oder Kobaltbasis eingesetzt.The method according to the invention is based on the task of producing tools which have a high hardness - and thus usually also a high wear resistance - at temperatures both above 650 ° C. and below 650 ° C. These properties are only imperfectly possessed by the materials known up to now Tool steels and the martensite hardening steels that are increasingly used today have a high hardness in the temperature range up to around 550 ° C, which, however, drops sharply at higher temperatures. Above 550 c C, the mostly austenitic special alloys based on nickel or cobalt are used almost exclusively.
Erfindungsgemäß werden Werkzeuge zum Verformen von Metallen bei höheren Temperaturen in Gestalt eines Preß- oder Walzdornes oder einer Strangpreßmatrize aus einem porösen, aus einer warmfesten Metallegierung erzeugten Skelettkörper mit einem durchgehenden Porennetzwerk gebildet, dessen Porenvolumen weniger als 50% beträgt und das mit einem nichtmetallischen anorganischen Werkstoff voll ausgefüllt ist, der bei Temperaturen unterhalb 650'C bei hoher Härte im wesentlichen unverformbar ist. Die im unteren Temperaturbereich vorwiegend von dem nichtmetallischen Anteil und die im oberen Temperaturbereich vorwiegend von dem metallischen An- ■ teil bestimmten Eigenschaften des Skelettkörpers — z. B. Härte, Festigkeit, Verschleißwiderstand —werden durch die stofflichen Zusammensetzungen, die Mengen und die Form der Verteilung der Anteile bestimmt.According to the invention tools for deforming metals at higher temperatures in Shape of a pressing or rolling mandrel or an extrusion die from a porous, from a heat-resistant one Metal alloy produced skeletal bodies with a continuous network of pores formed whose pore volume is less than 50% and that is completely filled with a non-metallic inorganic material is, which is essentially non-deformable at temperatures below 650'C with high hardness. Those in the lower temperature range mainly from the non-metallic portion and those in the upper temperature range Characteristics of the skeletal body determined primarily by the metallic part - z. B. hardness, strength, wear resistance - are determined by the material compositions, the quantities and determines the form of the distribution of the shares.
Das Werkzeug zum Verformen von Metallen bei höheren Temperaturen in Gestalt eines Preß- oder Walzdornes oder einer Strangpreßmatrize kann aus einem porösen, aus einer warmfesten Metallegierung erzeugten Skelettkörper mit einem durchgehenden Porennetzwerk gebildet sein, dessen Porenvolumen weniger als 5O°/o beträgt und das mit einem nichtmetallischen organischen Werkstoff, der bei Temperaturen unterhalb 65O0C bei hoher Härte unverformbar ist, derart ausgefüllt ist, daß nur die Zonen des Werkzeuges, die mit dem zu bearbeitenden Werkstoff in Berührung kommen, in einer Tiefe von etwa 5 bis 10 mm getränkt sind, während der restliche Teil des Werkzeuges eine relative Dichte von 90% und darüber aufweist.The tool for deforming metals at higher temperatures in the form of a pressing or rolling mandrel or an extrusion die can be formed from a porous skeletal body made of a heat-resistant metal alloy with a continuous pore network, the pore volume of which is less than 50% and that with a non-metallic organic material, which is non-deformable at temperatures below 65O 0 C with high hardness, is filled in such a way that only the zones of the tool that come into contact with the material to be processed are soaked to a depth of about 5 to 10 mm, while the remainder of the tool has a relative density of 90% and above.
Das Porenvolumen beträgt vorzugsweise 20 bis 30%.The pore volume is preferably 20 to 30%.
Beispielsweise kann die Metallegierung aus kleinen Teilchen beliebiger Form, z. B. Pulver, Granalien, Späne und Fasern, bestehen, wobei als Werkstoff eine warmfeste Stahllegierung gemäß folgender Tabelle benutzt wird:For example, the metal alloy can be composed of small particles of any shape, e.g. B. powder, granules, Chips and fibers exist, the material being a heat-resistant steel alloy according to the following table is used:
·· example
··
0,2 bis 2,0
0,3 bis 15
10 bis 25max. 0.5
0.2 to 2.0
0.3 to 15
10 to 25
1,4
0,6
130.05
1.4
0.6
13th
bis 2until 10
up to 2
11.4
1
Eventuelle weitere, die Warmfestigkeit erhöhende Elemente, wieAny other elements that increase the heat resistance, such as
Niob niobium
Molybdän molybdenum
Bor und Zirkonium
jeweils Boron and zirconium
respectively
Rest EisenRemainder iron
bis
bisuntil
until
0,030.03
Rest EisenRemainder iron
Als Werkstoff kommt auch eine chromhaltige Stahllegierung in Betracht, die einen hohen Stickstoffgehalt aufweist, entsprechend der folgenden Tabelle b:A chromium-containing steel alloy with a high nitrogen content can also be used as a material according to the following table b:
\composition
\
" (Iexample
"(I.
Silizium carbon
silicon
0,2 bis 2,0
0,3 bis 15
10 bis 25
4 bis 20
bis 10
bis 2max. 0.5
0.2 to 2.0
0.3 to 15
10 to 25
4 to 20
until 10
up to 2
. 0,7
1,3
25
13,5
3,3• 0.02
. 0.7
1.3
25th
13.5
3.3
Rest Eisen1.62
Remainder iron
Eine weitere Möglichkeit besteht, eine warmfeste Nickellegierung etwa gemäß der folgenden Tabelle c:Another possibility is a heat-resistant nickel alloy according to the following table c:
Kohlenstoff. Silizium ManganCarbon. Silicon manganese
Chrom chrome
Molybdän Wolfram Kobalt Molybdenum tungsten cobalt
Zusammensetzungcomposition
<0,3 bis 2
bis 4,0<0.3 to 2
to 4.0
bis 22until 22
bis 20
bis 8until 20
till 8
bis 18until 18
0,20.2
0,350.35
0,70.7
1717th
17,5 4,217.5 4.2
Fortsetzungcontinuation
5
20
404th
5
20th
40
».example
».
bis
bisuntil
until
until
Eisen ....aluminum
Iron ....
mindestensRemainder nickel
at least
573
57
oder eine warmfeste Kobaltlegierung etwa gemäß der Tabelle d zu verwenden.or to use a heat-resistant cobalt alloy according to table d.
Kohlenstoff carbon
Silizium silicon
Mangan manganese
Chrom chrome
Nickel nickel
Wolfram tungsten
Molybdän molybdenum
Niob niobium
Eisen iron
gegebenenfalls Stickstoff optionally nitrogen
Rest Kobalt
mindestens jedoch ...Remainder cobalt
but at least ...
Zusammensetzungcomposition
< 0,60<0.60
bis 1
0,5 bis 3
10 bis 22
bis 20
bis 15
bis 4
bis 4
bis 4until 1
0.5 to 3
10 to 22
until 20
to 15
to 4
to 4
to 4
0,550.55
0,70.7
2,4
21
11,5
152.4
21
11.5
15th
Restrest
4444
Die Herstellung des Skelettkörpers erfolgt in bekannter Weise. Die Metallteilchen werden meist in eine Form geschüttet und mehr oder weniger stark verdichtet. Im Anschluß an die Formgebung ist im allgemeinen eine Sinterung zweckmäßig, um die Mctalltcilchcn miteinander zu verbinden. Mit der Sinterung verbunden oder getrennt davon kann eine Behandlung der porösen Skeletlkörper durchgeführt werden, um die Warmfestigkeit zu erhöhen, z. B. Aufkohlung, Nitrierung, Kaltverformung. So ist es in vielen Fällen, wie noch an einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt wird, zweckmäßig, die Metalltcilchcn in weichem Zustand zu verdichten und später dem Skclettkörpcr eine höhere Härte zu geben. Die relative Dichte der Skelettkörper ist in einem großen Bereich variabel und reicht von etwa 4% (bei Verwendung von Spänen) bis etwa 90%. Sie beträgt vorzugsweise 60 bis 85%.The production of the skeletal body takes place in a known manner. The metal particles are mostly in poured a form and more or less compacted. Following the shaping is in In general, sintering is expedient in order to connect the metal pieces to one another. With the A treatment of the porous skeletal bodies can be carried out, connected or separated by sintering to increase the heat resistance, e.g. B. carburization, nitriding, cold forming. That's the way it is in many cases, as will be shown in a preferred embodiment, it is expedient to use the metal pieces to compress in a soft state and later to give the skeleton a higher hardness. the The relative density of the skeletal bodies is variable over a wide range and ranges from about 4% (when using of chips) up to about 90%. It is preferably 60 to 85%.
Die Füllung des Porennetzwerkes in dem metallischen Skelettkörper und damit die Erzeugung des zweiten Netzwerkes erfolgt durch Tränken oder Inliltriercn. Dies kann in Verbindung mit einem Glühvorgang, z. B. Sintern des Grundkörpers, oder in einem getrennten Vorgang erfolgen. Das zum überwiegenden Teil schmelzflüssige Tränkmittel besitzt entweder die endgültige Zusammensetzung oder ist ein Vorprodukt, das mit dem Grundkörper chemisch reagiert und so die Endzusammensclzung des zweiten nichtmetallischen, anorganischen Netzwerkes ergibt. Als Tränkmittel haben sich vor allem Silikate (Wasser-Jilas, Gläser, Email) bewährt. Darüber hinaus sind jedoch auch andere Salze verwendbar, wie z. B. Chloride und Aluminate. Außerdem ist als Tränkmittel auch eine Schmelze eines Metalls oder einer Metallegierung, L· B. Aluminium, Magnesium, Al-Si, Al-Ti, anwendbar. Die Metalle werden vor der Verwendung des Formkörpers in den Poren des Skeleitkörpers in nichtmetallische Verbindungen umgewandelt, z. B. Karbide, Oxyde, Nitride. Die dazu benötigten Reaktionsstoffe, z.B. Kohlenstoff, Sauerstoff und/oderThe filling of the pore network in the metallic skeletal body and thus the creation of the second network takes place by soaking or infiltration. This can be done in conjunction with an annealing process, e.g. B. sintering of the base body, or take place in a separate process. The predominantly molten impregnating agent either has the final composition or is a preliminary product that reacts chemically with the base body and thus results in the final composition of the second non-metallic, inorganic network. Silicates (water jilas, glasses, enamel) have proven particularly useful as impregnating agents. In addition, however, other salts can also be used, such as. B. chlorides and aluminates. In addition, a melt of a metal or a metal alloy, L · B. aluminum, magnesium, Al-Si, Al-Ti, can also be used as the impregnating agent. The metals are converted into non-metallic compounds in the pores of the skeleton before the molding is used, e.g. B. carbides, oxides, nitrides. The reactants required for this, for example carbon, oxygen and / or
ίο Stickstoff, müssen vorher entweder in den Metallteilchen des Skelettkörpers vorhanden sein, z. B. Kohlenstoff, Stickstoff, oder an ihnen, z. B. Sauerstoff als Oxydhaut und/oder als aus einer wäßrigen Lösung abgeschiedenes Salz bzw. daraus entstandenes Oxyd.ίο nitrogen, must either beforehand in the metal particles the skeletal body may be present, e.g. B. carbon, nitrogen, or on them, e.g. B. Oxygen as Oxide skin and / or as a salt deposited from an aqueous solution or an oxide formed therefrom.
Diese Einbeziehung eineis Reaktionsstoffes an den Metallteilchen des Skeletts ist auch bei der Tränkung mit einem Silikat anwendbar, z. B. um die Benetzung zu verbessern, die Viskosität beim Tränken zu erniedrigen oder um den Erweichungspunkt nach dem Tränken zu erhöhen.This inclusion of a reaction substance on the metal particles of the skeleton can also be used when impregnating with a silicate, e.g. B. to improve wetting, to lower the viscosity during impregnation or to increase the softening point after impregnation.
Die Veiwcndüngsicmpcratur des Werkzeuge^ soll im allgemeinen unter dem Schmelzpunkt des nichtmetallischen Netzwerkes liegen. Sie kann jedoch für eine beschränkte Zeit auch darüber liegen, wenn die Festigkeitseigenschaften des warmfesten metallischen Netzwerkes ausreichen. In diesem Fall bewirken die Schmelzwärme und die verbesserte Wärmeleitung einen guten Entzug und/oder Abfluß der Wärme von der wärmebeaufschlagten Oberfläche. Das nichtmelallische Netzwerk soll bei der späteren Verwendung weder mit den diesen: berührenden Stoffen stark reagieren noch aus den Poren des metallischen Skeletts entfernt werden.The consumption level of the tool should be are generally below the melting point of the non-metallic network. However, it can be used for a limited time also lie above it, if the strength properties of the heat-resistant metallic Network are sufficient. In this case the heat of fusion and the improved heat conduction effect a good extraction and / or dissipation of heat from the heat-exposed surface. The non-melallic Network should not be strong with the substances that come into contact with these: during later use react yet to be removed from the pores of the metallic skeleton.
Das folgende Beispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren erläutern.The following example is intended to explain the method according to the invention.
Als Beispiel wird die Herstellung einer Matrize zum Strangpressen von Stahlblöcken zu Rohren beschrieben. Ein 24/14 Cr/Ni-StahTpulver oder grobe Sägespäne etwa gleicher Zusammensetzung wurden zu einem kreisringförmigen Formkörper mit einer relativen Dichte von etwa 70% verdichtet, gesintert und auf einen Stickstoffgehalt von über I % aufgestickt. Das Gefüge bestand nun fast völlig aus sogenanntem »unechtem Stickstoffperlit«, einer feinlamellaren Schichtung aus Chromnitrid (Cr2N) und austenitischer Grundmasse. Es besitzt eine gute Warmfestigkeit. Dieser Skelettkörper wurde in einem Vakuumofen über dem Tränkmedium hängend mit diesem gleichzeitig auf 1000 bis 10500C in Stickstoffatmosphäre (etwa 600 Torr) erhitzt. Als Tränkmedium wurde ein Silikat (Wasserglas) mit einer bei dieser Temperatur ausreichend niedrigen Viskosität verwendet. Anschließend erfolgte das Evakuieren des Ofens, das Eintauchen der Skelettkörper in die Schmelze und das Füllen des Ofens mit Stickstoff (etwa 700 Torr). Nach einer Tauchzeit von etwa 10 Minuten wurde die Matrize wieder aus der Schmelze herausgezogen. Das Abschalten der Ofenheizung erfolgte nach weiteren IO Minuten.The production of a die for the extrusion of steel blocks into tubes is described as an example. A 24/14 Cr / Ni steel powder or coarse sawdust of approximately the same composition was compacted into a circular shaped body with a relative density of about 70%, sintered and embroidered to a nitrogen content of over 1%. The structure now consisted almost entirely of so-called "fake nitrogen perlite", a fine lamellar layer of chromium nitride (Cr 2 N) and an austenitic matrix. It has good heat resistance. This skeleton body (about 600 Torr) in a vacuum oven over the impregnation medium integrally with this at the same time to 1000 to 1050 0 C in a nitrogen atmosphere. A silicate (water glass) with a sufficiently low viscosity at this temperature was used as the impregnation medium. The furnace was then evacuated, the skeleton bodies were immersed in the melt and the furnace was filled with nitrogen (about 700 Torr). After an immersion time of about 10 minutes, the die was pulled out of the melt again. The furnace heating was switched off after a further 10 minutes.
Für bestimmte Anwendungen erwies es sich als zweckmäßig, nur die mit dem Strangpreßwerkstoff und dem Schmiermittel in Berührung kommende Zone der Matrize in einer Tiefe von etwa 5 bis 10 mm zu tränken. Dies wurde dadurch erreicht, daß der übrige Teil der Matrize vor dem Tränken warm auf eine relative Dichte von über 90%, vorzugsweise auf 95% und mehr, verdichtet wurde.For certain applications it was found to be useful, only those with the extruded material and the lubricant-contacting zone of the die at a depth of about 5 to 10 mm to soak. This was achieved by warming the remaining part of the die before soaking a relative density of over 90%, preferably to 95% and more, was compressed.
Claims (11)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702032814 DE2032814C (en) | 1970-06-29 | tool | |
| AT334971A AT305000B (en) | 1970-06-29 | 1971-04-20 | Tool |
| GB2808971A GB1354366A (en) | 1970-06-29 | 1971-06-16 | Tools |
| US00156029A US3837848A (en) | 1970-06-29 | 1971-06-23 | Method of making tools by impregnating a steel skeleton with a carbide, nitride or oxide precursor |
| FR7124190A FR2099312A5 (en) | 1970-06-29 | 1971-06-25 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702032814 DE2032814C (en) | 1970-06-29 | tool |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2032814B2 DE2032814B2 (en) | 1972-05-04 |
| DE2032814A1 DE2032814A1 (en) | 1972-05-04 |
| DE2032814C true DE2032814C (en) | 1972-12-28 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69619146T2 (en) | Metallic sintered composite body | |
| EP1751320B1 (en) | Wearing part consisting of a diamantiferous composite | |
| DE69225312T2 (en) | TOOL STEEL WITH HIGH RESISTANCE TO THERMAL FATIGUE | |
| DE3007008A1 (en) | WEAR-RESISTANT PART FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
| EP0864551A2 (en) | Manufacturing process of element containing ceramic-metal composite material and element made thereby | |
| AT505699B1 (en) | METHOD FOR PRODUCING A SINTERED CERTAIN COMPONENT | |
| DE1298293B (en) | Highly wear-resistant, machinable and hardenable sintered steel alloy and process for their production | |
| DE2231807A1 (en) | SLEEVE AS CYLINDRICAL PRESSURE CHAMBER FOR INJECTION MOLDING MACHINES | |
| DE1471078C2 (en) | METHOD OF JOINING A SINTER CARBIDE TO A METALLIC BODY | |
| DE1227663B (en) | Process for the production of metal-ceramic molded bodies | |
| DE3221884C2 (en) | Wear-resistant component for use in internal combustion engines | |
| DE3837378A1 (en) | CERAMIC COMPOSITE, METHOD FOR ITS MANUFACTURE AND USE | |
| US3837848A (en) | Method of making tools by impregnating a steel skeleton with a carbide, nitride or oxide precursor | |
| DE102004002714B3 (en) | To produce sintered components, of light metal alloys, the powder is compressed into a green compact to be give a low temperature sintering followed by further compression and high temperature sintering | |
| DE756272C (en) | Process for the production of objects from aluminum-silicon alloys | |
| DE2032814C (en) | tool | |
| EP0719349B1 (en) | Process of producing sintered articles | |
| DE2358720A1 (en) | FORGING METAL POWDER | |
| DE10354655A1 (en) | Composite component is formed by placing a reactive material powder in a mould, pressing, sintering, and infiltration with a metal melt | |
| DE2363264A1 (en) | PROCESS FOR MANUFACTURING HARD AND NON-DEFORMABLE ALLOY OBJECTS | |
| DE736810C (en) | Process for the production of hard metal alloys | |
| EP0354389B1 (en) | Process for manufacturing sintered steel bodies, and bodies obtained thereby | |
| DE10360824B4 (en) | Iron-based sintered body with excellent properties for embedding by casting in light alloy and method for its production | |
| DE3421858A1 (en) | Process for manufacturing a porous body from stainless steel | |
| DE10117394A1 (en) | Metal-ceramic brake disk used for brakes comprises a matrix made from column and/or crystal-like silicon nitride infiltrated with an aluminum alloy in a squeeze-casting method |