DE813036C

DE813036C - Sintereisenlegierung

Info

Publication number: DE813036C
Application number: DEP8634A
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Phil Hotop
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-09-06

Description

Sintereisenlegierung Bekanntlich kann reines Eisen durch Pulvern, Pressen und Sintern zu Formkörpern verarbeitet werden. Formkörper aus reinem Sintereisen haben indes den Nachteil, daß sie verhältnismäßig geringe Festigkeit aufweisen und daher für viele Verwendungszwecke ausscheiden. Auch durch eine Wärmebehandlung o. dgl. sind Körper aus reinem Sintereisen in ihren mechanischen Eigenschaften wenig oder gar nicht zu verbessern.
Es ist daher schon vorgeschlagen worden, dem Sintereisen Kohlenstoffgehalte einzuverleiben, so daß ein Werkstoff entsteht, den man als Sinterstahl bezeichnet hat. Mit Kohlenstoffgehalten, die zwischen 0,2 und 0,45fe liegen, können Festigkeiten Von 30 bis 4o kg/MM2 erreicht werden, wobei aber die Dehnunig mit 6 bis 89c' verhältnismäßig niedrig liegt, wenn nicht Preßdrücke von mehr als 6 t/eM2 bei der Herstellung der Körper angewendet werden. Körper atis Sinterstahl haben gegenüber Körpern aus reinern Sintereisen den Vorzug, daß sie durch eine \\7irmel)eliandliiiig, wie man sie sonst bei Stählen durchführt, in ihren mechanischen Eigenschaften verändert und verbessert werden können. Diese Verbesserungen betreffen aber normalerweise nur die Zugfestigkeits- und Härtewerte, während die Dehnungswerte meistens gering bleiben.
Um die Eigenschaften des Sintereisens zu verbessern und seine Eigenschaften für Zwecke, bei denen es auf guteZähigkeitseigenschaften ankommt, auszunutzen und es weiteren Verwendungsmöglichkeiten zuzuführen, wird gemäß der Erfindung ein anderer Weg beschritten, der darin besteht, dem Sintereisen Aluminium zuzulegieren, um ohne Kohlenstoff erhöht mechanische Eigenschaften zu erzielen, wobei die Möglichkeit besteht, die mechanischen Eigenschaften durch eine nachträgliche Behandlung zu beeinflussen. Die Sintereisenlegierung gemäß,der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Gehalt von i bis 517c Aluminium, vorzugsweise 2 bis 317c Aluminium. Der Rest der Legierung besteht aus Eisen.
Mit derartigen Legierungen lassen sich bei Preßdrücken von etwa 4 bis 6 t/cm2 Festigkeiten von 3o bis 4o kgimm2 erreichen, wobei dann die Dehnung über iogv' liegt.
Bei der Herstellung der Sinterkörper wird zweckmäßigerweise das Eisenpulver üblicher Art mit einem Pulver aus einer Eisen-Alumin'ium-Vorlegierung gemischt. Diese Eisen-Aluminium-Vorlegierung enthält Eisen und Aluminium zu etwa gleichen Teilen und wird vorzugsweise auf dem Schmelzwege hergestellt. Die gepulverte Vorlegierung wird dem Eisenpulver beigemischt, worauf die Formkörper gepreßt -und schließlich bei Temperaturen um 1300' gesintert werden. Es ist unerläßlich, daß bei der Sinterung jede Oxydationsmöglichkeit ausgeschaltet wird. Es muß daher in einer Wasserstoffatmosphäre gearbeitet werden, wobei der Wasserstoff zweckmäßigerweise vor Erreichen der zu sinternden Werkstücke durcheinen Fangstoff hindurchgeleitet wird. Als Fangstoff wird vorzugsweise eine Legierung benutzt, die der Zusammensetzung nach etwa' derjenigen entspricht, aus der die Sinterkörper bestehen. Gegebenenfalls kann dem Fangstoff ein weiterer Stoff zugesetzt werden, der sein Zusammensintern verhütet.
Die Wirkung des Aluminiumgehaltes in der Sinterlegierung beruht wahrscheinlich darauf, daß beim Sintern eine flüssige Phase entsteht, wodurch die Körper eine höhere Dichte erhalten und damit, sofern die oben angeführten Vorsichtsmaßregeln beachtet werden, die genannten Eigenschaften aufweisen.
Es kann auch so verfahren werden, daß die Körper zunächst vorgesintert und im kalten Zustand einer Verdichtung unterworfen werden, worauf das Fertigsintern erfolgt.
Um die Oberflächeneigenschaften der so erzeugten Sinterkörper zu beeinflussen, ist es möglich ' sie einer vom Stahl her bekannten und üblichen Nitrierbehandlung zu unterwerfen. Die Werkstücke werden zu diesem Zweck bei 5oo und 550' 1 bis 2 Stunden der Einwirkung stickstoffhaltiger Gase ausgesetzt und auf diese Weise an der Ober . fläche mit einer mehr oder minder tiefen Härteschicht versehen. Für diesen Verwendungszweck ist es 'besonders vorteilhaft, wenn die Sintereisenlegierung außer Aluminium noch einen Chromgehalt von o,5 bis 517v enthält. Vorzugsweise wird ein Chromgehalt von etwa i % angewendet: Das Chrom wird der Legierung vor dem Sintern gegebenenfalls in Pulverforin zugeführt. Das Chrom kann in Form von pulvrigem Chrommetall, durch Elektrolyse oder aluminothermisch gewonnen, eingebracht werden. Es kann auch kohlenstoffarmes' Ferrochrom benutzt oder von einer Eisen-Aluminium-Chrom-Vorlegierung ausgegangen werden, die etwa 401%v Aluminium, 2ogv' Chrom und Rest Eisen enthält.
Werkstücke aus Sinterlegierungen gemäß der Erfindüng können überall dort verwendet werden, wo es bei Festigkeiten, die etwa 4o kg/mm2 nicht übersteigen, auf eine besonders gute Zähigkeit ankommt. Insbesondere sind die Legierungen gemäß der Erfindung geeignet für die Herstellung von Zahnrädern, wobei die, endgültigen Körper an der Oberfläche durch Nitrieren gehärtet werden können. Aus den Legierungen können ferner hochbelastete Lager, Filterplatten, Ventilteller, Anschlagbolzen, Nocken, Nieten u. dgl. hergestellt und gegebenenfalls auch nitriert werden.

Claims

PATENTANSPRüCHE: i. Sintereisenlegierung, gekennzeichnet durch einen Gehalt von i bis 570, vorzugsweise 2 bis 317o Aluminium, Rest Eisen.
2. Sintereisenlegierung nach Anspruch i, ge-,kennzeichnet durch einen zusätzlichen Chromgehalt von o,5 bis 5 %, vorzugsweise etwa i %. 3. Verwendung einer Sintereisenlegierung nach Anspruch i oder 2 zur Herstellung von Gegenständen, die durch Nitrieren an der Oberfläche gehärtet werden.