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DE2428091A1 - Verschleissfeste eisenhaltige sinterlegierung - Google Patents

Verschleissfeste eisenhaltige sinterlegierung

Info

Publication number
DE2428091A1
DE2428091A1 DE19742428091 DE2428091A DE2428091A1 DE 2428091 A1 DE2428091 A1 DE 2428091A1 DE 19742428091 DE19742428091 DE 19742428091 DE 2428091 A DE2428091 A DE 2428091A DE 2428091 A1 DE2428091 A1 DE 2428091A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
particle size
iron
boron
phosphorus
molybdenum
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.)
Pending
Application number
DE19742428091
Other languages
English (en)
Inventor
Kametaro Hashimoto
Masashi Shibata
Yoshitaka Takahashi
Yasuo Takeda
Kenji Ushitani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of DE2428091A1 publication Critical patent/DE2428091A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0572—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes with a protective layer

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha, Toyota, Japan Verschleissfeste eisenhaltige Sinterlegierung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verschleissfeste eisenhaltige Sinterlegierung, die aus Kohlenstoff, Molybdän, Phosphor, Bor, gegebenenfalls Kupfer, und Rest Eisen zusammengesetzt ist·.
Die Verwendung der üblichen warmfesten verschleissfesten Materialien in Brennkraftmaschinen wird immer schwieriger, wenn die Maschinen kleiner werden und demzufolge ihre Belastung höher wird.
Insbesondere für Ventilsitze, Ventilstössel und verschiedene Dichtungen in den mit bleifreiem Benzin betriebenen Brennkraftmaschinen ist eine Entwicklung von Materialien mit verbesserten Warmfestigkeits- und Verschleissfestigkeitseigenschaften dringend erforderlich. *
Zu derzeit verfügbaren"festen Materialien gehören Sinterlegierungen von Eisen und Kupfer, Eisen und Phosphor und Eisen und Bor, die jedoch bezüglich Warmfestigkeits- und Verschleissfestigkeitseigenschaften geringwertig sind und sich für Teile, die hohe Warmfestigkeit und Verschleissfestigkeit erfordern, als ungeeignet' erwiesen haben.
Gusseisen mit hohem Phosphorgehalt ist als verschleissfestes Ma-
terial bekannt, doch muss der Phosphorgehalt auf einen Bereich von 0,3 bis 0,6 % beschränkt werden, da er zu Blasenbildung oder schlechtem Fluss von geschmolzenem Metall führt.
Es ist weiterhin ein verbessertes Gusseisen mit hohem Phosphorgehalt, bei dem es sich um ein Phosphorgusseisen mit Borzusatz handelt, bekannt, doch genügt selbst dieses den Festigkeitserfordernissen, die derzeit von warmfesten verschleissfesten Materialien gefordert werden, nicht, da die Zusätze von Phosphor und Bor aus technischen Gründen wegen des Giessens beschränkt sind. Ausserdem fehlt es einem Gusseisen mit Gehalten an Phosphor und Bor, bei welchem sich eine flockige Ausfällung von Graphit entwickelt, an mechanischer Fes-tigkeit, und ein solches Gusseisen hat sich für einen Gebrauch, bei welchem hohe Festigkeit erforderlich ist, als ungeeignet erwiesen.
Die erfindungsgemässe Sinterlegierung hat sich als verschleissfestes Material infolge ihrer Überlegenheit gegenüber Eisen-Kohlenstoff-Sinterlegierung, üblichem Gusseisen und Gusseisen mit Gehalten an Phosphor und Bor bezüglich Verschleissfestigkeit als auch mechanischer Festigkeit als geeignet erwiesen.
Im folgenden soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine mikrophotographische Darstellung der Struktur einer erfindungsgemässen Sinterlegierung gemäss Beispiel 1 in 400facher Vergrösserung;
Fig. 2 eine mikrophotographische Darstellung der Struktur einer erfindungsgemässen Sinterlegierung gemäss Beispiel 11 in 400facher Vergrösserung;
Fig. 3 und 4 graphische Darstellungen der Ergebnisse von Rönt- : genanalysen einer erfindungsgemässen Legierung gemäss Beispiel 1. :
Die erfindungsgemässe Sinterlegierung, die sich durch hohe Festigkeit und hohe -Biegefestigkeit sowie Warmfestigkeits und Verschleissfestigkeitseigenschaften (bzw. Antiverschleiss- und Antiwärmeeigenschaften) auszeichnet, ist eine verschleissfeste eisenhaltige Sinterlegierung, die aus. Kohlenstoff, Molybdän, Phosphor, Bor und gewünschtenfalls Kupfer, wobei der Rest Eisen ist, besteht.
Erfindungsgemäss wird durch den Zusatz von Kupfer die Festigkeit und Verschleissfestigkeit der Legierung verbessert und eine erhöhte Massbeständigkeit der Sinterlegierung erzielt, verglichen mit einer Sinterlegierung ohne Zusatz von Kupfer. Die Zusammensetzung der erfindungsgemässen Sinterlegierung ist die folgende: Kohlenstoff etwa 0,5 bis 2,0 %, Molybdän etwa 3 bis 18 %9 Phosphor etwa · 0,8 bis 3,0 %y Bor etwa 0,02 bis 0,3 % und gegebenenfalls Kupfer etwa 0,1 bis 10 %> wobei der Rest Eisen ist.
In Eisen vorhandene Verunreinigungen, wie beispielsweise Mangan, Silicium oder Schwefel, können toleriert werden, wenn die Gesamtheit dieser Elemente im Gewichtsverhältnis unter etwa 1 % liegt.
Unter den Elementen in der Zusammensetzung der erfindungsgemässen Sinterlegierung trägt Kohlenstoff zu der .mechanischen Festigkeit und den Verschleissfestigkeitseigenschaften der Legierung bei. Er bildet eine feste Lösung bzw. Mischkristalle mit Eisen und Molybdän, wodurch die Matrix der Legierung verfestigt wird. Er bildet auch eine feste Lösung bzw. Mischkristalle mit Molybdän, '_ das in der Matrix ausfällt, wodurch die Verschleissfestigkeit erhöht wird. ■ ;
Wenn der Kohlenstoffgehalt weniger als 0,5 % beträgt, so ist jedoch die obige Wirkung gering und die gewünschte mechanische Fe- : stigkeit und Verschleissfestigkeit können nicht erhalten werden. \ Wenn der Kohlenstoffgehalt 2,0 % übersteigt, wird die Sinterlegierung spröde und für praktische Zwecke ungeeignet. !
Molybdän ist ein Element, das zur Matrixfestigkeit, Härtbarkeit < und Verschleissfestigkeit beiträgt. Insbesondere wenn es zusam- \ men mit Kohlenstoff, Phosphor und Bor zugesetzt wird, ist seine I
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Wirkung ausgezeichnet, da feste Lösungen bzw. Mischkristalle von Kohlenstoff., Phosphor und Bor in dem Molybdän, das in der Matrix ausfällt, beträchtlich zur Verschleissfestigkeit beitragen.
Molybdän ist auch zur Verbesserung der Härtbarkeit der Legierung wirksam. Bei einer Kühlgeschwindigkeit von 5 bis 10°C/min im üblichen Sinterofen wird die Matrix in Abwesenheit von Molybdän zu Perlit. Bei Zusatz von Molybdän verwandelt sie sich jedoch in Bainit oder Martensit. Nach Durchgang durch den'Sinterofen mit einer verhältnismässig geringen Kühlgeschwindigkeit von 5 bis 10°C/min erreicht die Matrix der Legierung daher eine Vickers-Härte HV von 400 bis 800.
Ein Molybdängehalt unter 3 % trägt nicht zur Verschleissfestigkeit bei. Wenn der Molybdängehalt über 18 % beträgt, wird die Legierung spröde, wobei die mechanische Festigkeit abnimmt.
Phosphor sowie Kohlenstoff bilden in Eisen eine feste Lösung bzw. Mischkristalle, wobei ein ternäres Eutektikum von V-Eisen, Pe,P und Fe,C gebildet wird, d.h. der sogenannte "Steadite". Hierdurch erfolgt ein Beitrag zur Verschleissfestigkeit. Ausserdem bildet Molybdän zusammen mit Bor in diesem Steadite eine feste Lösung bzw. Mischkristalle, wodurch eine hochgradig verschleissfeste Netzwerk-· phase mit einer Vickers-Härte von 1300 bis 1600 ausgefällt wird. Wenn der Phosphorgehalt unter 0,8 % beträgt, ist die Steaditeausfällung geringjWodurch die Legierung weniger verschleissfest wird. Wenn der Phosphorgehalt mehr als 3,0 % beträgt, wird die Legierung spröde, wobei die mechanische Festigkeit stark abnimmt.
Das mit Steadite eine feste Lösung bzw. Mischkristalle bildende Bor verbessert die Verschleissfestigkeit von Steadite und trägt gleichzeitig, da es eine feste Lösung bzw. Mischkristalle auch mit Molybdän bildet, weiter zur Verschleissfestigkeit der Legierung bei. Phosphor hat die Wirkung, die Diffusion verschiedener EIe-' mente, wie beispielsweise Kohlenstoff und Molybdän, zu begünstigen, die Struktur zu feinern und die mechanische Festigkeit der Legierung zu erhöhen. Wenn jedoch der Borgehalt unter 0,02 % beträgt, ist die obige Wirkung gering. Wenn
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der Borgehalt über 0,3 % beträgt, werden die Kristalle vergröbert, während Boride gebildet werden, was zu einem Abfall der mechanischen Festigkeit führt.
Der Zusatz von.Kupfer in einer Menge von 0,1 bis 10 % neben den obigen Elementen hat die Wirkung, sowohl die mechanische Festigkeit als auch die Verschleissfestigkeit zu erhöhen.
Ausserdem hat der Zusatz von Kupfer die Wirkung, Abmessungsänderungen beim Sintern gleichförmig zu machen und die Präzision eines "Sinterprodukts zu erhöhen. Diese Wirkung ist jedoch gering, wenn der Zusatz unter 0,1 % beträgt. Ein Zusatz von mehr als 10 % ist jedoch unerwünscht, da er zu einer herabgesetzten Verschleissfestigkeit führt.
Eine Nebenwirkung des Kupferzusatzes liegt in der Verbesserung der Härte einer Legierung nach Durchgang durch den Sinterofen im Vergleich zu der einer Legierung ohne Kupfer, wobei beispielsweise die Vickers-Härte um I50 bis 200 in den Beispielen 1 und 11 erhöht und so die Verschleissfestigkeit verbessert wird.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. ·
Beispiel 1
Kohlenstoff in Form von· Graphitpulver mit einer Teilchengrösse von etwa 2 bis 3 M) Molybdän in Form von Reduktionspulver mit einer Teilchengrösse von etwa 5 bis 6 μ. und Phosphor und Bor als Ferrolegierungen von -200 mesh wurden zu Reduktionseisenpulver von -150 mesh zugegeben und ein Vermischen in einem Mischer vom V-Typ während 30 Minuten wurde vorgenommen, und zwar derart, dass das Gewichtsverhältnis der Zusammensetzung das folgende war: Kohlenstoff 1,2 %t Molyb-, dänl2 %i Phosphor 1,2 %, Bor 0,06 %, Rest Eisen.
Unter Verwendung von Zinkstearat als Formschmiermittel wurde dieses Pulver zu einer Mass.e-mii? meiner,.Dichte von 6,8 g/cnr geformt, ',
die dann auf 113O°C in gekracktem Ammoniakgas erhitzt und 30 Minuten gesintert wurde.
Beispiel 2
Kohlenstoff in Form" von Graphitpulver mit einer Teilchengröße von 2 bis 3 ju> Molybdän in Form von Reduktionspulver mit einer Teilchengröße von 5 bis β μ und Phosphor und Bor als Ferrolegierungen von -200 mesh wurden zu Reduktionseisenpulver von -150 mesh derart zugegeben, dass das Gewichtsverhältnis der Zusammensetzung das folgende war: Kohlenstoff 1,2 %, Molybdän J>%, Phosphor 1,2 %, Bor 0,06 %, Rest Eisen.
Anschliessend wurde die gleiche Behandlung wie in Beispiel 1 zur Herstellung eines Sinterprodukts vorgenommen.
Beispiel 3
Kohlenstoff in Form von Graphitpulver mit einer Teilchengrösse von 2 bis 3 /u, Molbydän in Form von Reduktionspulver mit' einer Teilchengrösse von 5 bis β μ und Phosphor und Bor als Ferrolegie-
. rungen von -200 mesh wurden zu Reduktionseisenpulver von -I50 mesh derart zugegeben, dass das Gewichtsverhältnis der Zusammensetzung, das folgende war: Kohlenstoff 1,2 %, Molybdän 8 %, Phosphor 1,2 %,
■ Bor 0,06 %, Rest Eisen. Anschliessend wurde die gleiche Behandlung wie in Beispiel 1 zur Herstellung eines Sinterprodukts vorgenommen.
Beispiel 4
Kohlenstoff als Graphitpulver mit einer Teilchengrösse von 2 bis 3 μ, Molybdän in Form von Reduktionspulver mit einer Teilchengrösse von 5 bis 6 μ und Phosphor und Bor in Form von Ferrolegie- ' rungen von -200 mesh wurden zu Reduktionseisenpulver von -I50 mesh derart zugegeben, dass das Gewichtsverhältnis der Zusammensetzung das folgende war: Kohlenstoff 1,2 ί, Molybdän l8 %, Phosphor 1,2 %, Bor 0,06 55, Rest Eisen.
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Anschliessend wurde die gleiche Behandlung wie in Beispiel 1 zur Herstellung eines Sinterprodukts vorgenommen.
Beispiel 5
Kohlenstoff als Graphitpulver mit einer Teilche.ngrösse von 2 bis 3 μ, Molybdän in Form von Reduktionspulver mit einer Teilchengrösse von 5 bis 6 μ und Phosphor und Bor als Ferrolegierungen mit einer Teilchengrösse entsprechend -200 mesh wurden zu Reduktionseisenpulver mit einer Teilchengrösse entsprechend -150 mesh zugegeben und 30 Minuten in einem Mischer vom.V-Typ gemischt, derart, dass das Gewichtsverhältnis der Zusammensetzung das fol- ■ gende war: Kohlenstoff 0,5 #, Molybdän 12 %, Phosphor 2,8 %s Bor 0,30 %, Rest Eisen. Unter Verwendung von Zinkstearat als Formschmiermittel wurde dieses Pulver zu einer Masse mit einer Dichte von 6,9 g/cmr geformt, die dann auf 11300C in gekracktem Ammoniakgas erhitzt und 30 Minuten gesintert wurde.
Beispiel 6
Kohlenstoff in Form von Graphitpulver mit einer Teilchengrösse von 2 bis 3 ju. Molybdän in Form von Reduktionspulver mit einer Teilchengrösse von 5 bis 6 μ und Phosphor und Bor in Form von Ferrolegierungen mit einer Teilchengrösse entsprechend -200 mesh wurden zu Reduktionseisenpulver mit einer Teilchengrösse entsprechend -150 mesh derart zugegeben, dass das Gewichtsverhältnis der Zusammensetzung das folgende war: Kohlenstoff 1,5 %9 Molybdän 12 #, Phosphor 3,0 %, Bor 0,20 %, Rest Eisen. Anschliessend wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 eine geformte Masse hergestellt und dann 30 Minuten durch Erhitzen'auf 11000C in gekracktem Ammoniakgas gesintert. [
Beispiel 7 !
i Kohlenstoff in Form von Graphitpulver mit einer Teilchengrösse von 2 bis 3 μ» Molybdän in Form von Reduktionspulver mit einer Teil- j chengrösse von 5 bis 6 μ und Phosphor und Bor in ,,Form von Ferro- \
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legierungen von -200 mesh wurden zu Reduktionseisenpulver von -150 mesh derart zugegeben, dass das Gewichtsverhältnis der Zusammensetzung das folgende war: Kohlenstoff 0,2 %3 Molybdän 12 %9 Phosphor 0,8 %9 Bor 0,06 %3 Rest: Eisen. Anschliessend wurde ein Sinterprodukt in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.
B eispiel 8
Kohlenstoff in Form von Graphitpulver mit einer Teilchengrösse von 2 bis 3 JU, Molybdän in. Form von Reduktionspulver mit einer Teilchengrösse von 5 bis 6 μ und Phosphor und Bor in Form von Ferrolegierungen mit einer Teilchengrösse entsprechend -200 mesh wurden zu Reduktionseisenpulver mit einer Teilchengrösse entsprechend -150 mesh derart zugegeben, dass das Gewichtsverhältnis der Zusammensetzung das folgende war: Kohlenstoff 0,8 %, Molybdän 12 %, Phosphor 1,2 %, Bor 0,02 %9 Rest Eisen. Anschliessend wurde ein Sinterprodukt in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.
Beispiel 9
Kohlenstoff in Form von Graphitpulver mit einer Teilchengrösse von 2 bis 3 μ, Kupfer in Form von Elektrolytpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse von 20 μ, Molybdän als Reduktionspulver mit einer Teilchengrösse von 5 bis 6 μ und Phosphor und Bor in Form von Ferrolegierungen von -200 mesh wurden zu Reduktionseisenpulver von -150 mesh so zugegeben, dass das Gewichtsverhältnis der Zusammensetzung das folgende war: Kohlenstoff· 1,5 %, Molybdän 12 %, Kupfer 10 %, Phosphor 1,2 %9 Bor 0,06 %3 Rest Eisen. Anschliessend wurde ein Sinterprodukt in der gleichen Weise wie ; in Beispiel 5 hergestellt.
Beispiel 10
■ Kohlenstoff in Form von Graphitpulver mit einer Teilchengrösse ; von 2 bis 3 μ, Kupfer in Form von Elektrolytpulver mit einer
■ durchschnittlichen Teilchengrösse von 20 μ und Phosphor und Bor
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in Form von Ferrolegierungen von -200 mesh wurden zu Reduktionseisenpulver von -I50 mesh derart zugegeben, dass das Gewichtsverhältnis der Zusammensetzung das folgende war: Kohlenstoff 1,5 %3 Molybdän 12 %3 Kupfer 5 %3 Phosphor 1,2 %3 Bor 0,06 %, Rest Eisen. Anschliessend wurde ein Sinterprodukt in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt.
Beispiel 11
Kohlenstoff in Form von Graphitpulver mit einer Teilchengrösse von'2 bis 3 μ» Kupfer in Form von Elektrolytpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse von 20 μ und Molybdän, Phosphor und Bor in Form von Ferrolegierungen mit einer Teilchengrösse entsprechend -200 mesh wurden zu Reduktionseisenpulver mit einer Teilchengrösse von -150 mesh derart zugegeben, dass das Gewichtsverhältnis der Zusammensetzung das folgende war: Kohlenstoff 1,2 %, Molybdän 12 %3 Kupfer 1,0 ■%, Phosphor 1,2 %3 Bor 0,06 %3 Rest Eisen. Anschliessend wurde ein Sinterprodukt in der gleichen Weise wie in Beispiel 5 hergestellt.
Beispiel 12
Kohlenstoff als Graphitpulver mit einer Teilchengrösse von 2 bis 3 μ, Kupfer in Form von Elektrolytpulver mit einer durchschnitt- : liehen Teilchengrösse von 20 μ und Molybdän, Phosphor und Bor in Form von Ferrolegierungen mit einer Teilchengrösse entsprechend -200 mesh wurden zu Reduktionseisenpulver mit einer Teilchengrösse entsprechend -150 mesh derart zugegeben, dass das Gewichtsverhältnis der Zusammensetzung das folgende war: Kohlenstoff 1,2 %,. ; Molybdän 9 %> Kupfer 0,1 %3 Phosphor 1,2 %3 Bor 0,06 %3 Rest Eisen, • Anschliessend wurde ein Sinterprodukt in der gleichen Weise wie ! in Beispiel 5 hergestellt. . . .' !
Die in den Beispielen 1 bis 12 erhaltenen erfindungsgemässen verschleissfesten eisenhaltigen Sinterlegierungen wurden Dichte-, Härte-', Biegefestigkeits- und Verschleissprüfungen unterzogen.
- ίο -
Bei der Verschlexssprüfung wurde die erfindungsgemässe Sinterlegierung gegen eine abgeschreckte und getemperte Scheibe aus SCM40
ρ
mit einem Druck von 3 kg/mm gepresst, w< keit IO m/sec unter ölschmierung betrug.
ρ
mit einem Druck von 3 kg/mm gepresst, wobei die Gleitgeschwindig-
Die Dichte wurde durch die Wassereintauchmethode gemessen. Die Härte wurde unter einer Belastung von 10 kg unter Verwendung eines Vickers-Härtemessgeräts gemessen. Für die Biegefestigkeit wurde ein Probekörper von 4 χ 8 χ 25 mm entsprechend JIS ausgeschnitten und einem Dreipunktbiegetest mit einer Spannweite von 20 mm unterzogen.
Eine Sinterlegierung Eisen-0,8 % Kohlenstoff, ein übliches Gusseisen PC 30 und ein Phosphor und Bor enthaltendes Eisen wurden als Vergleiche verwendet. Die Ergebnisse der Versuche sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.
i ■ ι
■£
\
i		 j 3ei- !Zusammensetzung
spiele 1 (%)
'. I 		31,
BO,		 2%.,
06%		 Dichte j
g/cm		 Mo 12%,Pl,2%
, Rest Fe		 7, 49 Härte
HV
I 		Biege-
festig-!
keit
(kg/mm)]		 Ver- I
schleiss;
(mg)
j
1		 23
Γ 1 \
F"		 Cl, 2%,
06%		 Mo 3%,Pl,2%
, Rest Fe		 7, 44 560 1
ι		 84 j
i		 1, 69 j
I
ϊ
- ι
2 j
f		 Cl,
BO3 		2%,
06%		 Μο8%,Ρ1,2%
, Rest Fe		 I1 46 442 76
I
i
J		 1P 43 ·
i
' Ί
!		 3 i
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t 		Cl,
BO.		 2%,
06%		 Mol8%,Pl,2%
, Rest Fe		 7, 57 551 78 1, 39 ■
r
erfindungs-
igemässe
!Sinterle
gierungen		 j CO.
BO,		 5%,
3%,		 Mol2%,P2,8%
Rest Pe		 7: 32 537 68 1, 40 j
j
5 1
!
S		 Cl.
BO.		 ,5%,
,20%		 Mol2%,P3,0%
, Rest Pe		 7. ,37 413 54 1, 12
i
6 '
I 		C2
BO		 ,0%,
,06%		 Mol2%,PO,8%
, Rest Fe		 7 ,02 675 58 I3 ,72
i
7 ■■ !		 CO
BO		 ,8%,
,02%		 Mol2%,Pl,2%.
, Rest Pe		 7 ,15 420 53 ,68
» ' i Cl'
Pl
Fe		 ,5%,
,2%,		 Mol2%,CuIO^,
B0',06^,Rest		 7 ,77 454 62 1. ,65
9
-		 Cl
Pl
Pe		 ,5%.,
,2%, 		BO,06^,Rest 7 ,68 496 80 1 ,38
10
- .		 Cl
Pl
Pe		 ,2%,
,2%.		 Mol2%,Cul%,
,BO,06%,Rest		 7 ,59 618 84- 1 ,12
11 Cl
Pl
Fe		 ,2%.
,2%.		 ,Mo9%,CuO,l%,
,BO,O65S,Rest		 7 M 790 98 1 ,67
12 485 76' 1
09883/0 881
Dichte
(g/cm3)		 Härte
HV		 I
Biegefestig
keit
(kg/mm)		 Ver-
schleiss
(mg)
6,8 140 38 5,49 i
7,2 250 41 5,08 ;
7,2 300 35 i
3,15
Zusammensetzung
Eisen-O,8£ Kohlen
stoff-Sinterlegie
rung (Dichte
6,8 kg/cnT)
übliches Guss
eisen Fe 30
Phosphor-Bor-
Gusseisen: C3,5#,
Si2,O£,MnO,8#,
PO, 4 JIi, BO, 03#,
Rest Fe
Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, sind die erfindungsgemässen Sinterlegierungen den Vergleichsmaterialien, nämlich Eisen-Kohlen^ stoff-Sinterlegierung, üblichem Gusseisen und Phosphor-Bor-Gusseisen bezüglich der Verschleissfestigkeit und mechanischen Festigkeit überlegen, was zeigt, dass sie als verschleissfeste Materialien, für die mechanische Festigkeit erforderlich ist, dienen können.
Es sei nun auf die in der Zeichnung gezeigten Darstellungen von Mikrophotographien von erfindungsgemässen Sinterlegierungen Bezug genommen. Fig. 1 zeigt eine Mikrostruktur der Sinterlegierung gemäss Beispiel 1 und Fig. 2 diejenige der Sinterlegierung gemäss Beispiel 11.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Matrix Bainit mit einer Vickers-1 Härte HV von 400 bis 600.
■ Das Präzipitat ist ein Netzwerk von ternärer eutektischer Struktur, die "Steadite"genannt wird, aus Fe,P, Fe-C und f-Eisen mit festen : Lösungen bzw. Mischkristallen von Molybdän und Bor,die sich durch ' : Verschleissfestigkeit mit einer Mikro-Vickers-Härte von 1300 bis ; 1600 auszeichnet.
Der durchschnittliche Wert der Mikro-Vickers-Härte der Präzipitate in Fig. 1 beträgt 1380. Die Vikcers-Härte eines gleich nach dem Sintern erhaltenen Sinterprodukts liegt somit im Bereich von HV 400 bis 800.
Fig. 2 zeigt eine MikroStruktur der Sinterlegierung gemäss Beispiel 11. Die Matrix ist Bainit, und die Netzwerkstruktur von Steadite ist weiter entwickelt als die in Fig. 1 gezeigte. Hieraus kann geschlossen werden, dass eine Verbesserung der Vickers-Härte um 150 bis 200 erhalten wird. Andererseits scheint eine feinere Verteilung von Hohlräumen als in Fig. 1 zu einer Erhöhung der Härte beizutragen.
Die Ergebnisse von Röntgenanalysen der Struktur der Legierung gemäss Beispiel 1, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, sind in Fig. 3 und 4 dargestellt. Die Röntgenanalysen wurden unter .den folgenden Bedingungen durchgeführt: Beschleunigungsspannung 20 kV, Probenstrom 0,04 μΑ und Elektronenstrahldurchmesser geringer als 1 μ. Bei den in Fig. 3 und 4 gezeigten Röntgenanalysen wurden die in Fig. 1 beobachteten Präzipitate überquert. Bei der Analyse der. Ergebnisse gemäss Fig. 3 wurden Eisen, Kohlenstoff, Molybdän und Bor analysiert, und bei der Analyse der Ergebnisse gemäss Fig. wurden Analysen an anderen Stellen als denjenigen gemäss Fig. 3 durchgeführt. Die Röntgenanalysen gemäss Fig. 3 und Fig. 4 zeigen den Zustand von fester Lösung bzw. Mischkristallen von Molybdän und Bor in Steadite und die Bildung von Molybdäncarbid, -borid und -phosphid in den Präzipitaten.

Claims (7)

- 14 Patentansprüche
1. Verschleissfeste eisenhaltige Sinterlegierung, bestehend aus
C 0,5 bis 2,0 %, Mo 3 bis 18 %> P 0,8 bis 3,0 %, B 0,02 bis 0,3 %, Cu 0 bis 10 %t Rest" Eisen (Gewichtsprozent).
2. Sinterlegierung nach Anspruch 1, bestehend aus C 0,5 bis 2,0 %, Mo 3 bis 18 %y P 0,8 bis 3,0 %y B 0,02 bis 0,3 %, Cu 0,1 bis 10 %, Rest Eisen (Gewichtsprozent).
3· Sinterlegierung nach Anspruch 1, bei welcher Graphit mit einer Teilchengrösse von 2 bis 3 μ als C verwendet ist.
4. Sinterlegierung nach Anspruch 1, bei der Reduktionspulver mit einer Teilchengrösse von 5 bis 6 μ als Mo verwendet ist.
5. Sinterlegierung nach Anspruch 1, bei der Ferrolegierungen mit einer Teilchengrösse entsprechend -200 mesh als P und B verwendet sind.
6. Sinterlegierung nach Anspruch 1, bei der Reduktionseisenpulver mit einer Teilchengrösse entsprechend -150 mesh als Fe verwendet ist.
7. Verwendung von Sinterlegierungen nach einem der vorhergehenden \ Ansprüche in Ventilsitzen, Ventilstösseln und verschiedenen Dich- ; tungen von mit bleifreiem Benzin betriebenen Brennkraftmaschinen.
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/Γ
Leerseite
DE19742428091 1973-06-11 1974-06-11 Verschleissfeste eisenhaltige sinterlegierung Pending DE2428091A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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JP6557973A JPS5638672B2 (de) 1973-06-11 1973-06-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2428091A1 true DE2428091A1 (de) 1975-01-16

Family

ID=13291044

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GB (1) GB1428584A (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0125442A1 (de) * 1983-04-14 1984-11-21 Robert Bosch Gmbh Lagerbuchsenwerkstoff
DE3619664A1 (de) * 1985-06-17 1986-12-18 Nippon Piston Ring Co., Ltd., Tokio/Tokyo Verschleissfeste, gesinterte legierung
DE3730082A1 (de) * 1986-09-08 1988-03-10 Mazda Motor Verfahren zur herstellung eisenhaltiger sinterlegierungen mit erhoehter abriebfestigkeit
WO1991018123A1 (en) * 1990-05-14 1991-11-28 Höganäs Ab Iron-based powder, component made thereof, and method of making the component
DE4219531A1 (de) * 1991-07-02 1993-01-07 Miba Sintermetall Ag Verfahren zum herstellen eines sinterkoerpers mit wenigstens einer molybdaenhaltigen verschleissschicht
DE3490361C2 (de) * 1983-08-03 1994-11-24 Nippon Piston Ring Co Ltd Verwendung einer verschleißfesten gesinterten Legierung auf Eisenbasis
WO2001049437A3 (de) * 2000-01-06 2002-02-14 Bleistahl Prod Gmbh & Co Kg Pulvermetallurgisch hergestelltes sinter-formteil

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5615458B2 (de) * 1974-03-01 1981-04-10
JPS51112713A (en) * 1975-03-31 1976-10-05 Mitsubishi Metal Corp Iron sintering material adopted for oil immersion bearing comprising c omposite layers of copper and iron
JPS5253718A (en) * 1975-10-29 1977-04-30 Nippon Piston Ring Co Ltd Abrasion resistant cast iron
DE2613255C2 (de) * 1976-03-27 1982-07-29 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Verwendung einer Eisen-Molybdän-Nickel-Sinterlegierung mit Phosphorzusatz zur Herstellung hochfester Werkstücke
DE2809184A1 (de) * 1977-03-09 1978-09-14 Krebsoege Gmbh Sintermetall Verfahren zur herstellung von harten, verschleissfesten werkstuecken
JPS609587B2 (ja) * 1978-06-23 1985-03-11 トヨタ自動車株式会社 耐摩耗性焼結合金
JPS5830361B2 (ja) * 1979-02-26 1983-06-29 日本ピストンリング株式会社 内燃機関用耐摩耗性部材の製造方法
JPS55145152A (en) * 1979-04-26 1980-11-12 Nippon Piston Ring Co Ltd Sintered alloy material for internal combustion engine
JPS55145151A (en) * 1979-04-26 1980-11-12 Nippon Piston Ring Co Ltd Wear resistant sintered alloy material for internal combustion engine
JPS6011101B2 (ja) * 1979-04-26 1985-03-23 日本ピストンリング株式会社 内燃機関用焼結合金材
US4318733A (en) * 1979-11-19 1982-03-09 Marko Materials, Inc. Tool steels which contain boron and have been processed using a rapid solidification process and method
JPS6034624B2 (ja) * 1980-12-24 1985-08-09 日立粉末冶金株式会社 内燃機関の動弁機構部材
US4623595A (en) * 1981-02-25 1986-11-18 Taiho Kogyo Co., Ltd. Sliding member and process for producing the same
US4435482A (en) 1981-02-25 1984-03-06 Taiho Kogyo Co., Ltd. Sliding member and process for producing the same
JPS5848383A (ja) * 1981-09-18 1983-03-22 日本アジヤツクス・マグネサ−ミツク株式会社 誘導加熱法
JPS5996250A (ja) * 1982-11-26 1984-06-02 Nissan Motor Co Ltd 耐摩耗性焼結合金の製造方法
JPS59104454A (ja) * 1982-12-02 1984-06-16 Nissan Motor Co Ltd 耐摩耗性焼結合金の製造方法
JPS59145756A (ja) * 1983-02-08 1984-08-21 Hitachi Powdered Metals Co Ltd 内燃機関の動弁機構部材用焼結合金の製造方法
JPS6033344A (ja) * 1983-08-03 1985-02-20 Nippon Piston Ring Co Ltd 耐摩耗性焼結合金
US4612048A (en) * 1985-07-15 1986-09-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dimensionally stable powder metal compositions
US4822415A (en) * 1985-11-22 1989-04-18 Perkin-Elmer Corporation Thermal spray iron alloy powder containing molybdenum, copper and boron
SE8800411L (sv) * 1988-02-09 1989-08-10 Ovako Steel Ab Staal avsedda foer hoegt paakaenda konstruktionselement med stora krav paa formbarhet och utmattningshaallfasthet samt anvaendning daerav
SE9401823D0 (sv) * 1994-05-27 1994-05-27 Hoeganaes Ab Nickel free iron powder
GB2307917B (en) * 1995-12-08 1999-03-17 Hitachi Powdered Metals Manufacturing process of sintered iron alloy improved in machinability,mixed powder for manufacturing modification of iron alloy and iron alloy product
US5819154A (en) * 1995-12-08 1998-10-06 Hitachi Powdered Metal Co., Ltd. Manufacturing process of sintered iron alloy improved in machinability, mixed powder for manufacturing, modification of iron alloy and iron alloy product
JP3537126B2 (ja) * 1998-11-17 2004-06-14 日立粉末冶金株式会社 快削性鉄系焼結合金およびその製造方法
US6712872B2 (en) * 2000-01-06 2004-03-30 Bleistahl-Produktions Gmbh Powder metallurgy produced valve body and valve fitted with said valve body
JP4001450B2 (ja) * 2000-05-02 2007-10-31 日立粉末冶金株式会社 内燃機関用バルブシートおよびその製造方法
US8283296B2 (en) * 2006-10-11 2012-10-09 Henkel Ag & Co., Kgaa Lubricant for hot forging applications

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2213523A (en) * 1937-10-18 1940-09-03 Jones William David Manufacture of metal articles or masses
GB1088588A (en) * 1965-05-07 1967-10-25 Max Koehler Sintered iron-base materials
AT285966B (de) * 1968-10-11 1970-11-25 Plansee Metallwerk Gesinterte Molybdän-Bor-Legierung
US3713817A (en) * 1969-04-25 1973-01-30 Allegheny Ludlum Ind Inc Method of producing powder metal articles
JPS4812604B1 (de) * 1970-12-28 1973-04-21
JPS4948060B1 (de) * 1971-04-27 1974-12-19
JPS4832709A (de) * 1971-09-02 1973-05-02
JPS5113093B2 (de) * 1971-09-02 1976-04-24
JPS4832708A (de) * 1971-09-02 1973-05-02
JPS5130843B2 (de) * 1971-12-22 1976-09-03
US3802852A (en) * 1972-01-11 1974-04-09 Toyota Motor Co Ltd Sintered alloys having wear resistance at high temperature comprising a sintered femo-c alloy skeleton infiltrated with cu or pb base alloys or sb

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0125442A1 (de) * 1983-04-14 1984-11-21 Robert Bosch Gmbh Lagerbuchsenwerkstoff
DE3490361C2 (de) * 1983-08-03 1994-11-24 Nippon Piston Ring Co Ltd Verwendung einer verschleißfesten gesinterten Legierung auf Eisenbasis
DE3619664A1 (de) * 1985-06-17 1986-12-18 Nippon Piston Ring Co., Ltd., Tokio/Tokyo Verschleissfeste, gesinterte legierung
DE3730082A1 (de) * 1986-09-08 1988-03-10 Mazda Motor Verfahren zur herstellung eisenhaltiger sinterlegierungen mit erhoehter abriebfestigkeit
WO1991018123A1 (en) * 1990-05-14 1991-11-28 Höganäs Ab Iron-based powder, component made thereof, and method of making the component
DE4219531A1 (de) * 1991-07-02 1993-01-07 Miba Sintermetall Ag Verfahren zum herstellen eines sinterkoerpers mit wenigstens einer molybdaenhaltigen verschleissschicht
DE4219531C2 (de) * 1991-07-02 1998-07-16 Miba Sintermetall Ag Verfahren zum Herstellen eines Sinterkörpers mit wenigstens einer molybdänhaltigen Verschleißschicht
WO2001049437A3 (de) * 2000-01-06 2002-02-14 Bleistahl Prod Gmbh & Co Kg Pulvermetallurgisch hergestelltes sinter-formteil

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5638672B2 (de) 1981-09-08
JPS5013207A (de) 1975-02-12
GB1428584A (en) 1976-03-17
US3977838A (en) 1976-08-31

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