DE2142708C3

DE2142708C3 - Verfahren zur Nachbehandlung von Sinterkörpern aus Eisen, Kupfer und Zinn

Info

Publication number: DE2142708C3
Application number: DE2142708A
Authority: DE
Inventors: Friedrich J. Dipl.-Phys. Dr. 7250 Leonberg Esper; Robert 7000 Stuttgart Zeller
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1971-08-26
Filing date: 1971-08-26
Publication date: 1978-11-09
Also published as: CH530471A; GB1336268A; DE2142708A1; FR2151254A5; JPS4831106A; SE384532B; NL7201497A; US3853551A; DE2142708B2; ES406097A1; IT947216B; AT325083B

Description

(a) Die Sinterkörper werden mit einer Geschwindigkeit ^15°C/min auf eine Temperatur zwischen 520 und 750⁰C abgekühlt und hernach abgeschreckt, wobei die Abschrecktemperatur innerhalb des genannten Temperaturbereichs abhängig von den zu erzielenden Werten der Bruchdehnung oder der Zugfestigkeit gemäß den Kurven der Zeichnung zu wählen ist;
(b) die Sinterkörper werden langsam auf Raumtemperatur abgekühlt, alsdann während 15 min bis 5 h einer Temperatur zwischen 520 und 750° C lösungsgeglüht und hierauf abgeschreckt, wobei die Lösungsglühtemperatur innerhalb des genannten Temperaturbereichs abhängig von den zu erzielenden Werten der Bruchdehnung oder der Zugfestigkeit gemäß den Kurven der Zeichnung zu wählen ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachbehandlung von aus pulverförmiger! Ausgangsstoffen hergestellten Sinterkörpern aus 0,5 bis 3% Zinn, 2 bis 14% Kupfer und Eisen als Rest, wobei das Verhältnis des Anteils des Zinns zu dem des Kupfers im Bereich von 1 :2 bis 1:9 liegt, zum Erzielen hoher Bruchdehnung zugleich mit hoher Festigkeit

Die genannten Sinterlegierungen aus Zinn, Kupfer, Rest Eisen sind z. B. aus der Zeitschrift »Bosch Technische Berichte«, 2 (November 1968), Seiten 227 bis 234 bekannt. Dieser Veröffentlichung ist aber nur zu entnehmen, daß die Sinterlegierungen bei geeigneter Wahl der Zusammensetzung beträchtliche Werte der Zugfestigkeit zu erreichen gestatten; dagegen ist von ausreichenden Werten der Bruchdehnung zusammen mit ausreichender Zugfestigkeit weder hier noch in anderen Literaturstellen die Rede, so daß diese Gruppe von Sinterlegierungen, wenigstens im Bereich eines überwiegenden Eisenanleils, als nur bedingt verwendbar erschien. Diese Feststellungen treffen auch für die Veröffentlichung in der Zeitschrift »Metallurgie«, 80 (September 1969), Seiten 87 bis 91 zu, nach der entsprechende Legierungen lediglich gesintert, aber anschließend nicht einer gezielten Wärmebehandlung unterworfen werden, wodurch hier zwar Festigkeitswerte von etwa 28 kp/mm² erreicht werden, aber die Werte für die Bruchdehnung nur bei maximal 4% liegen; die Textstelle ausKieffer*Hotop, Sintereisen und Sinterstahl, Wien 1948, Seiten 515 bis 519 befaßt sich lediglich mit Eisen-Kupfer-Sinterlegierungen, wobei sich die dort erwähnten Wärmebehandlungen auf kupfergetränkte Sintereisenkörper beziehen. Für die an einem Sinterkörper erhaltenen Eigenschaften ist es aber wichtig, in welcher Art die Zugabe des Legierungsbestandteils erfolgt ist, ob flüssig oder als Pulver, ob als Kupfer oder als Kupfer-Zinn. Aus dieser Textstelle können daher keine Anregungen für die vorliegenden Eisen-Kupfer-Zinn-Sinterlegierungen und deren Behandlung entnommen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, Nachbehandlungsverfahren anzugeben, die bei diesem Legierungstyp zu Sinterkörpern mit hoher Bruchdehnung und gleichzeitig hoher Festigkeit führen, wobei sich das Verhältnis beider Größen noch in einem bestimmten Rahmen variieren lassen soll.

Diese Aufgäbe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß unmittelbar nach dem Sintern eine Wärmebehandlung wahlweise nach einem der nachstehenden Verfahren (a) oder (b) vorgenommen wird:

(a) Die Sinterkörper werden mit einer Geschwindigkeit S 15°C/min auf eine Temperatur zwischen 520 und 750⁰C abgekühlt und hernach abgeschreckt, wobei die Abschrecktemperatur innerhalb des genannten Temperaturbereichs abhängig von den zu erzielenden Werten der Bruchdehnung oder der Zugfestigkeit gemäß den Kurven der Zeichnung zu wählen ist;

(b) die Sinterteile werden langsam auf Raumtemperatur abgekühlt, alsdann während 15 min bis 5 h bei einer Temperatur zwischen 520 und 750⁰C lösungsgeglüht und hierauf abgeschreckt, wobei die Lösungsglühtemperatur innerhalb des genannten Temperaturbereichs abhängig von den zu erzielenden Werten der Bruchdehnung oder der Zugfestigkeit gemäß den Kurven der Zeichnung zu wählen ist

Messungen über das ganze nach der Erfindung in Betracht kommende Legierungsgebiet haben einen Zusammenhang zwischen den optimalen Abschrecktemperaiuren bzw. den Lösungsglühtemperaturen und den zu erzielenden Werten der Bruchdehnung und der Zugfestigkeit erkennen lassen, der in den Kurven der Zeichnung wiedergegeben ist. In deren Achsensystemen sind als Abszissen die Abschreck- bzw. Lösungsglühtemperaturen eingetragen, als Ordinaten die Werte der Bruchdehnung bzw. der Zugfestigkeit (ausgezogene bzw. gestrichelte Kurve).

Die hier gezeigten Kurven beziehen sich auf eine Zusammensetzung 1% Zinn, 4% Kupfer, Rest Eisen. Für andere Zusammensetzungen ergeben sich entsprechen-

_b5 de Kurven.

Weitere Einzelheiten zur Erfindung sind den nachstehenden Angaben zusammen mit den Kurven der Zeichnung zu entnehmen.

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Ausführungsbeispiele

{.Bei den Angaben zur Zusammensetzung ist im folgenden der Eisenanteil nicht besonders erwähnt) zu a):

Pulvergemisch Dichte γ des fertigen Sinter körpers [g/cm*]	Sinterung	Abkühlung	Abschreck temperatur	Bruchdehnung	Zugfestigkeit
1% Sn, 4% Ol Sn:Cu = l :4		[°C/min]	[°C]	6 [%]	οι. [kp/mm²]
y=7,0	950° C, 20 min	20-25	580	9,5	29,5
zub):	950°C, 20 min	20-25	750	9	303
Pulvergemisch
1% Sn, 4% Cu Sn:Cu=l:4	Sinterung	Abkühlung	Lösungsglühen	Bruchdehnung ö [%]	Zugfestigkeit ob [kp/mm²]
y=7,o	950° C, 20 min	langsam auf RT	450° C, 2 h 550° C, 2 h	2 6,5	33 30
1% Sn, 2% Cu Sn:Cu=l:2			650° C, 2 h	12	26,5
7=7,0	950° C, 20 min	langsam auf RT	650° C, 2 h	9.5	26,5
1% Sn, 6% Cu Sn:Cu = l :6 y=7,0
950°C, 20 min	langsam auf RT	650° C, 2 h	12	26,5

Die vorstehend angegebenen Daten sind sämtlich bei einer Dichte des fertigen Formteils von 7,0 g/cm³ bestimmt, so daß ein Vergleich möglich ist Bei hiervon abweichenden Dichten bleiben die dargestellten Zusammenhänge praktisch unverändert

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Nachbehandlung von aus pulverförmigen Ausgangsstoffen hergestellten Sinterkörpern aus 0,5 bis 3% Zinn, 2 bis 14% Kupfer und Eisen als Rest, wobei das Verhältnis des Anteils des Zinns zu dem des Kupfers im Bereich 1 :2 bis 1 :9 liegt, zur Erzielung hoher Bruchdehnung und hoher Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, daßunmittelbar nach dem Sintern eine Wärmebehandlung wahlweise nach einem der nachstehenden Verfahren (a) oder (b) vorgenommen wird: