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EP0545145B1 - Fabrication de pièces poreuses à base de cuivre comme un produit semi-fini pour un traitement d'usinage - Google Patents

Fabrication de pièces poreuses à base de cuivre comme un produit semi-fini pour un traitement d'usinage Download PDF

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EP0545145B1
EP0545145B1 EP92119677A EP92119677A EP0545145B1 EP 0545145 B1 EP0545145 B1 EP 0545145B1 EP 92119677 A EP92119677 A EP 92119677A EP 92119677 A EP92119677 A EP 92119677A EP 0545145 B1 EP0545145 B1 EP 0545145B1
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EP
European Patent Office
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copper
maximum
accordance
alloy
optional constituents
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP92119677A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0545145A1 (fr
Inventor
Wolfgang Dr. rer. nat. Dürrschnabel
Isabell Dr. Rer. Nat.-Dipl.-Ing. Buresch
Dieter Dr.-Ing. Stock
Hilmar R. Dr.-Ing. Müller
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.)
Wieland Werke AG
Original Assignee
Wieland Werke AG
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 Wieland Werke AG filed Critical Wieland Werke AG
Publication of EP0545145A1 publication Critical patent/EP0545145A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0545145B1 publication Critical patent/EP0545145B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/11—Making porous workpieces or articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0425—Copper-based alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/115—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by spraying molten metal, i.e. spray sintering, spray casting

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a semi-finished product from a copper material suitable for machining work, in particular a semi-finished product with improved machinability.
  • Semi-finished products made of copper alloys are widely used for the production of parts in which machining work such as turning, drilling and milling must be carried out. These alloys usually contain additives such as lead or tellurium, which act as chip breakers and at the same time facilitate the economic processing of semi-finished products in the form of tubes, rods, sheets or strips made of the alloys mentioned into small parts.
  • Porous copper materials are also known; So far, however, the efforts of the professional world have always been directed towards the pores as far as possible to be completely eliminated in order to achieve the best possible properties of the copper material (cf. for example WO 90/11 852).
  • the invention has for its object to provide a method for producing semi-finished products suitable for machining work from copper materials without adding the harmful chip breaker additives such as lead or tellurium.
  • the method enables in particular the economical production of semi-finished products with improved machinability.
  • the basic idea leading to the solution of the problem is to use the pores contained in a porous preform made of copper material as chip breakers.
  • This object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned at the outset by producing and sintering a porous preform from copper powder or copper alloy powder by powder metallurgy and by using cold and / or hot forming to produce the semifinished product from this preform in the form of rods, tubes, Profiles, wires, sheets or strips with a volume fraction of pores of 0.05 to 10% is produced.
  • a preferred embodiment is characterized in that the average particle size of the copper or. Copper alloy powder is 2 to 3000 microns.
  • the pores generated in the copper material serve as chip breakers.
  • the pores mean localized weakening of the material, which leads to the chips breaking during the cutting process.
  • the pores can have three-dimensional dimensions; however, they can also be pressed into almost two-dimensional structures by mechanical deformation of the matrix.
  • the pores take the place of additives acting as chip breakers, which are opposed to hygienic or technical concerns.
  • the invention thus provides a semi-finished product which is hygienically perfect and very well suited for machining work is.
  • a suitable bronze alloy contains in particular 0.1 to 12% tin, zinc (maximum 6%), nickel (maximum 5%), iron (maximum 4%) as additional components individually or in combination are recommended as well as further optional components for setting special properties the elements phosphorus, chromium, zirconium, titanium, magnesium (maximum 1% each).

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Claims (18)

  1. Procédé pour fabriquer un produit semi-fini formé d'un matériau à base de cuivre, possédant une usinabilité améliorée, selon lequel tout d'abord on fabrique conformément à la métallurgie des poudres et on fritte une préforme poreuse formée d'une poudre de cuivre et d'une poudre d'alliage de cuivre, caractérisé en ce qu'à partir de cette préforme, on réalise, au moyen d'étapes de déformation à froid et/ou de déformation à chaud, le produit semi-fini sous la forme de barres, de tubes, de profilés, de fils, de tôles ou de bandes possédant un pourcentage volumique de pores compris entre 0,05 et 10 %.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la taille moyenne des particules de la poudre de cuivre ou de la poudre d'alliage de cuivre est comprise entre 2 et 3000 µm.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on fritte la préforme dans une atmosphère qui contient des constituants gazeux insolubles dans le cuivre et dans les alliages de cuivre.
  4. Procédé pour fabriquer un produit semi-fini formé d'un matériau à base de cuivre possédant une usinabilité améliorée, selon lequel on fabrique tout d'abord une préforme poreuse conformément au procédé de compactage à pulvérisation, par le fait qu'on fragmente une masse fondue métallique de cuivre ou d'un alliage de cuivre au moyen d'une pulvérisation en gouttelettes métalliques et qu'on pulvérise les gouttelettes métalliques sur un support, caractérisé en ce qu'on respecte un rapport gaz-métal compris entre 0,05 Nm3/kg-1,5 Nm3/kg, et qu'à partir de cette préforme, on produit, au moyen des étapes de la transformation à froid et/ou à chaud, le produit semi-fini sous la forme de barres, de tubes, de profilés, de fils, de tôles ou de bandes avec un pourcentage volumique de pores compris entre 0,05 et 10 %.
  5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le diamètre moyen des gouttelettes est compris entre 5 et 200 µm.
  6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau à base de cuivre contient des pores remplis de gaz.
  7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les pores contiennent un gaz insoluble dans le cuivre ou dans un alliage de cuivre.
  8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le matériau à base de cuivre est un alliage de laiton contenant 1 à 45 % de zinc.
  9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'alliage de laiton contient, en tant que composants pouvant être sélectionnés, individuellement ou en combinaison, au maximum 10 % d'aluminium, au maximum 20 % de nickel, au maximum 6 % d'étain, au maximum 4 % de silicium, au maximum 8 % de manganèse ainsi que, au maximum, 2 % de fer.
  10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il est prévu comme autres composants pouvant être choisis, un ou plusieurs des éléments : titane, chrome, zirconium, béryllium, magnésium, phosphore, antimoine, et ce respectivement jusqu'à 1 %.
  11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le matériau à base de cuivre est un alliage de bronze contenant 0,1 à 12 % d'étain.
  12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'alliage de bronze contient en tant que constituants pouvant être choisis, individuellement ou en combinaison, au maximum 6 % de zinc, au maximum 5 % de nickel et au maximum 4 % de fer.
  13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'alliage de bronze contient, comme autres constituants pouvant être choisis, un ou plusieurs des éléments : phosphore, chrome, zirconium, titane, magnésium, et ce respectivement jusqu'à 1 % au maximum.
  14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le matériau à base de cuivre est bronze d'aluminium contenant 0,1 à 10 % d'aluminium.
  15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le bronze d'aluminium contient, comme constituants pouvant être choisis, individuellement ou en combinaison, au maximum 5 % de fer, au maximum 8 % de nickel, au maximum 4 % de silicium, au maximum 5 % de manganèse ainsi que, au maximum, 3 % d'étain.
  16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que le bronze d'aluminium contient, comme autres constituants pouvant être choisis, un ou plusieurs des éléments : chrome, titane, zirconium, magnésium, phosphore, et ce jusqu'à respectivement 1 % au maximum.
  17. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le matériau à base de cuivre est un alliage de cuivre faiblement allié, qui contient en tant que constituants pouvant être choisis, individuellement ou en combinaison, au maximum 0,5 % de phosphore, au maximum 4 % de fer, au maximum 3 % d'étain, au maximum 4 % de nickel, au maximum 2 % de silicium, au maximum 2 % de chrome, au maximum 2 % de cobalt et au maximum 2 % de béryllium.
  18. Procédé selon la revendication 17 caractérisé en ce que l'alliage de cuivre contient, comme autres constituants pouvant être choisis, un ou plusieurs des éléments : titane, zirconium, magnésium, manganèse, arsenic, zinc, et ce respectivement jusqu'à 1 % au maximum.
EP92119677A 1991-11-28 1992-11-19 Fabrication de pièces poreuses à base de cuivre comme un produit semi-fini pour un traitement d'usinage Expired - Lifetime EP0545145B1 (fr)

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DE4139063 1991-11-28
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EP0545145A1 EP0545145A1 (fr) 1993-06-09
EP0545145B1 true EP0545145B1 (fr) 1996-07-31

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