CH211343A - Metallisches Formpulver und Verfahren zu dessen Herstellung. - Google Patents

Description

  Metallisches Formpulver und Verfahren zu dessen     Herstellung.       Die vorliegende     Erfindung    bezieht sich  auf ein metallisches Pulver, das zur     Formung     von Gegenständen geeignet ist     und    nach  stehend als Formpulver     bezeichnet    werden  soll. Insbesondere betrifft sie ein Form  pulver, das auf kaltem Wege zu den ge  wünschten Gegenständen verformt und dann  gesintert werden kann.

   Man stellt nach einem  bekannten Verfahren, bei dem Pulver in die       Form    des     gewünschten    Gegenstandes ge  presst     wird,    wonach man das geformte Ge  bilde auf eine genügend hohe Temperatur er  hitzt, um eine     Sinterung    der Metallteilchen  zu     bewirken,    bereits die verschiedensten Ge  genstände her. Dabei ist es vorteilhaft, elek  trolytisch hergestellte Metallpulver auf kal  tem Wege zu Stücken zu verformen, die für  einen gegebenen     Pressdruck    widerstands  fähiger sind als Stücke, die     aus    Pulvern  hergestellt wurden, welche durch Zerkleinern  von Metallen oder durch chemische Reduk  tionsverfahren erhalten wurden.

   Man glaubt,    dass diese Eigenschaft der     elektrolytisch    er  zeugten Metallpulver deren     dendritischen          Struktur    zuzuschreiben ist, die rauhe Ober  flächen und ein     Ineinandergreifen    der Teil  chen beim Pressen     bewirkt.     



  Die     Erfindung    bezweckt     nun    die Herstel  lung eines     Pulvers,    das derartig vorteilhafte  Eigenschaften elektrolytisch hergestellter       Metallpulver    aufweist, jedoch aus     vermah-          lenen    oder sonst eine     glatte    Oberfläche auf  weisenden Pulvern hergestellt werden kann.  Das     erfindungsgemässe    Formpulver ist da  durch     gekennzeichnet,    dass es zur Hauptsache  aus Metallteilchen besteht, deren Oberfläche  durch     aufgesinterte    kleinere Metallteilchen  rauh gemacht ist.

   Im allgemeinen wird das  Metallpulver, von dem ausgegangen     wird,     durch einen     Mahlprozess    erhalten. Bei den  meisten Metallen besteht das so erhaltene  Pulver aus im wesentlichen glatten und  mehr oder weniger runden     Teilchen.    Diese  Pulver sind     fein    zerkleinert,     in    der Regel so,      dass alle Teilchen durch ein 100 oder 150  Maschen pro     \?5    mm enthaltendes Sieb hin  durchgehen. Der     Mahlprozess    wird vorzugs  weise in oxydierender Atmosphäre durch  geführt, wodurch sich ein guter Überzug  von Metalloxyd auf den Teilchen ergibt.

    Dieses Pulver kann dann mit einem andern,  vorzugsweise beträchtlich feineren Metall  pulver vermischt und die Mischung in redu  zierender Atmosphäre erhitzt werden, um ein       Ansintern    der feinen Metallteilchen auf der  glatten Oberfläche der gröberen Teilchen  des ersten Metallee zu bewirken. Die auf die  Oberflächen     aufgesinterten    Teilchen des  zweiten Metallee greifen nun bei der     Kalt-          verformung    des Pulvers ineinander und  geben dem Formkörper vor seiner Fertigstel  lung eine grössere Festigkeit. Es ist fest  gestellt worden, dass diese grössere Festigkeit  auch im fertigen Gegenstand andauert.  



  Die     Sinterung    zur Erzeugung einer  rauhen Oberfläche der Teilchen, -welche den  selben ähnliche Eigenschaften wie die eines       dendritischen    elektrolytisch hergestellten  Pulvers verleiht, wird vorteilhaft bei genü  gend hoher Temperatur und genügend lange  durchgeführt, um ein vollständiges Zusam  mensintern der Teilchen zu bewirken. Man  erhält so eine gesinterte Masse, welche nach  dem Abkühlen nochmals     vermahlen    wird und  dann das Formpulver darstellt.  



  Als ein besonderes Beispiel soll die Her  stellung eines Formpulvers aus Stahl- oder  Eisenpulver beschrieben werden, das sieh für  die     Anfertigung    von kleinen Gegenständen  mit unregelmässigem     TUmriss,    wie Klinken  bleche für Automobilkarosserien, durch Ver  formung eignet, wobei diese Gegenstände  billiger hergestellt werden können, als durch  Giessen und mechanische Bearbeitung, und  doch eine für den gewünschten Zweck ge  nügende Festigkeit aufweisen. Man stellt  z.

   B. durch Zerkleinern von Stahl oder Guss  eisen     ein    Pulver her, das so fein ist, dass es  durch     ein        100-Maschen-Sieb        hindurchgebt.     Das     Vermahlen    erfolgt vorzugsweise in Ge  genwart von Luft und die Teilchen über  ziehen sich mit Eisenoxyd. Nun stellt man    ein zweites Eisenpulver her, dessen Zu  sammensetzung vorzugsweise von dem ersten  etwas abweicht und von feinerer Korngrösse  (etwa 250 Maschen) ist und vermischt es mit  dem ersten Pulver. Die Mischung wird dann  in einem Ofen in reduzierender Atmosphäre  genügend hoch erhitzt, um ein Zusammen  sintern der Eisenteilchen zu bewirken.

   Durch  die     Sinterbehandlung    in reduzierender Atmo  sphäre wird das Eisenoxyd reduziert und  es hat sich gezeigt, dass dadurch das rasche  und feste     Ansintern    der kleineren Teilchen  auf die Oberfläche der grösseren Teilchen  begünstigt wird,     wodurch    diese eine rauhe  Oberfläche erhalten. Obschon es vorteilhaft  ist eine     Oxydschicht    auf den Teilchen des  Ausgangsmaterials zu erzeugen, kann das  selbe auch in neutraler oder reduzierender  Atmosphäre zerkleinert werden, wodurch  sich dann die Reduktion der     Oxydschicht     während dem Sintern erübrigt.

   Nach Been  digung des     Sintervorganges    wird die Masse  erkalten gelassen und zu einem Formpulver  vermahlen, welches aus vermahlenen Teil  chen besteht, deren Oberfläche ursprünglich  glatt war, jedoch jetzt durch die     aufgesinter-          ten    kleineren Teilchen rauh gemacht ist.  Dieses Pulver hat im allgemeinen beim Ver  formen die Eigenschaften der elektrolytisch  erzeugten Pulver und kann an deren Stelle  für die üblichen     Formungs-    und     Sinterungs-          Verfahren    zur     Herstelllung    von fertigen Ge  genständen in an sich bekannter Weise ver  wendet werden.  



  Ein weiteres Beispiel ist die Herstellung  von Formpulvern, die zur Erzeugung von  Bronzelagern nach dem     Pulverformverfahren     verwendet werden können.     Bronze-Dreh-          späne    oder -Bohrspäne von der Herstellung  gegossener Bronzelager werden zu einem  feinen Pulver zermahlen, das vollständig  durch ein 100- bis     150-Maschen-Sieb    hin  durchgeht. Die Zerkleinerung wird vorzugs  weise     unter    solchen Bedingungen durch  geführt, dass die Teilchen mit einer Oxyd  schiebt überzogen werden. Dann stellt man  fein zerkleinertes Kupfer, vorzugsweise von  etwas geringerer Korngrösse her und ver-      mischt es mit dem Bronzepulver.

   Das Ge  misch wird dann in reduzierender Atmosphäre  auf eine genügend hohe Temperatur erhitzt,  um die Kupferteilchen auf die Bronzeteilchen       aufzusintern    und so dieselben mit     Kupfer    zu  versehen. Die erforderliche Temperatur liegt  zwischen 260 und<B>980'</B> C, vorzugsweise bei  700   C. Sie soll unter dem Schmelzpunkt  der Bronze oder des     Kupfers    liegen, aber  genügend hoch sein, um die     Sinterung    der  Kupferteilchen auf die Oberfläche der  Bronzeteilchen zu bewirken.

   Die die Bronze  teilchen umhüllende     Oxydschicht    wird wäh  rend des     Sinterprozesses    reduziert und das       entstehende    reduzierte Metall trägt offenbar  dazu bei, ein rasches und gut haftendes An  sintern der Kupferteilchen auf die Oberfläche  der Bronzeteilchen zu     erleichtern.     



  Die Kupferteilchen können     ebenfalls    mit  oder ohne     Oxydüberzug    zur     Anwendung    ge  langen. Obschon es vorzuziehen ist, die Zer  kleinerung der Bronze unter solchen Bedin  gungen vorzunehmen, dass ein     Oxydüberzug     entsteht, kann sie auch in neutraler oder  reduzierender Atmosphäre zerkleinert wer  den. In diesem Fall erfolgt die     Sinterung     ohne Reduktion der     Oxydhaut.     



  Die gesinterte Masse wird zu einem  Formpulver vermahlen, das zur Herstellung  von     Bronzelagern    nach irgend einem ge  eigneten     Pulverformungsverfahren    Verwen  dung finden kann.  



  Bei der Herstellung von Lagern aus dem       "gekupferten"    Bronzepulver wird dieses vor  teilhafterweise mit einer geringen Menge  (etwa 5     %)    Zinnpulver vermischt, kalt ver  formt     und    zum Lager gesintert.  



  Obschon es empfehlenswert ist, als  feineres     Überzugspulver    ein vom Grund  metall verschiedenes Metall zu verwenden,  kann auch ein und dasselbe Metall so     ver-          mahlen    werden, dass es     eine    Mischung von  gröberen und feineren Teilchen darstellt.  Dieses Gemisch wird dann gesintert, wobei  die feineren Teilchen die Oberfläche der  gröberen Teilchen rauh machen.  



  Die vorzugsweise Ausführungsform der  vorliegenden     Erfindung    besteht darin, das    pulverisierte     Grundmetall    mit einem zweiten,  feiner zerkleinerten Metallpulver zu vermi  schen und die Teilchen des zweiten     Metalles     auf die Oberfläche der Teilchen des ersten       Metalles        aufzusintern,    um diese rauh zu  machen. Man     kann    aber 'auch ein rauh  machendes Metall auf andere Weise auf  bringen und     aufsintern.    Dies kann z. B.

    durch Vermischung des ersten     Pulvers    mit  einer reduzierbaren Verbindung des zweiten       Metalles    geschehen, wonach     man    reduzierend  sintert. So kann man z. B. an Stelle von  Eisen, Eisenoxyd oder statt Kupfer, Kupfer  oxyd     verwenden.        Statt    der Oxyde können  auch andere reduzierbare Metallverbindungen       verwendet    werden; im Falle des Kupfers,  z. B. das     Kupfercyanid    oder     Kupferoxalat     usw.

   In reduzierender     Atmosphäre    werden  diese     Metallverbindungen    zu kleinsten Me  tallteilchen reduziert, die auf die Oberfläche  der Teilchen des     Grundmetalles        aufgesintert     werden.  



  Zur Herstellung der Metallpulver wird  das Metall vorzugsweise     mechanisch        ver-          mahlen    oder zerkleinert, doch kann man die  Pulver auch auf andere Weise herstellen,  z. B. durch Reduktion von     Metallverbindun-          gen    in der     Hitze,    insbesondere durch Er  hitzung von     Eisencarbonyl,    das     unter        Bil-          dung        rundlicher,    pulveriger Eisenteilchen  zerfällt.

   Solche Verfahren liefern im all  gemeinen     Pulver,    deren Kornoberfläche  glatter ist als diejenige von auf elektro  lytischem Wege hergestellten Pulvern, und  diese Pulver werden durch die erfindungs  gemässe Behandlung für die Zwecke der Ver  formung wesentlich verbessert. Solche Pulver  werden vorzugsweise vorher in oxydierender  Atmosphäre erhitzt, um auf den Teilchen       eine        Oxydhaut    zu erzeugen.  



  Die aus den     erfindungsgemässen    Form  pulvern kaltgeformten Gegenstände weisen  vor dem     Sintern    eine. grössere Festigkeit auf  als solche, die aus Pulvern hergestellt wur  den, die durch blosses Vermahlen erhalten  worden sind. Auch die fertigen,     gesinterten          Gegenstände    haben eine grössere Festigkeit,  da das     Ineinandergreifen    der     rauhen    Korn-           oberflächen    offensichtlich nicht nur die  Festigkeit der Formkörper vor dem     Sintern,     sondern auch diejenige des fertigen gesin  terten Produktes beeinflusst.

   Zur     Herstellung     der fertigen     Gegenstände    können die Pulver  entweder für sich allein oder vermischt mit  andern Pulvern in den üblichen     Verfor-          mungs-    und     Sinterungsverfahren    Verwen  dung finden.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRÜCHE:</B> I. Metallisches Formpulver, dadurch ge kennzeichnet, dass es zur Hauptsache aus Metallteilchen besteht, deren Oberfläche durch aufgesinterte kleinere Metallteil chen rauh gemacht ist. II. Verfahren zur Herstellung eines metalli schen Formpulvers nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Me tallteilchen enthaltendes Pulver gesin tert -wird, bis diese Teilchen zusammen hängen, wonach man die erhaltene Masse zu Pulver zerkleinert. UNTERANSPRt;CHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass man von einem Gemisch verschiedener Metall pulver ausgeht. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass man von einem Gemisch ver schieden grober Metallpulver ausgeht. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass man ein Me tallpulver verwendet, das eine reduzier bare Metallverbindung enthält und unter reduzierenden Bedingungen sintert. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass man ein Me tallpulver verwendet, das Teilchen ver schiedener Grösse enthält. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass man ein Me tallpulver verwendet, das durch Ver- mahlen erhalten wurde. 6. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass man ein Metallpulver verwen det, das unter solchen Bedingungen ver- mahlen wurde, dass die Teilchen mit einer Oaydhaut überzogen sind,

   und dass man die Sinterung unter reduzierenden Bedingungen durchführt.