DD219131A1

DD219131A1 - METHOD FOR PRODUCING MACHINE COMPONENTS FROM METAL POWDER COMPOUNDS

Info

Publication number: DD219131A1
Application number: DD25664383A
Authority: DD
Inventors: Egon Altmann
Original assignee: Thale Eisen Huettenwerk
Priority date: 1983-11-14
Filing date: 1983-11-14
Publication date: 1985-02-27

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus Verbundmaterialien, bei denen nur an den entsprechenden Arbeitsflaechen Eigenschaften vorliegen, die den besonderen Anforderungen bezueglich Haerte, Verschleissbestaendigkeit, Korrosionsbestaendigkeit u. a. entsprechen. Die Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung von Maschinenbauteilen aus Metallverbunden durch die Kombination von Kaltpressen und Warmumformung. Nach der erfindungsgemaessen Loesung werden poroese Teile nach dem traditionellen Verfahren der Pulvermetallurgie hergestellt, die an einer Stirnseite Aussparungen aufweist. In diese Aussparungen wird entsprechend der Funktion des Teiles eine pulverfoermige Substanz eingefuellt, die anschliessend durch Warmformgebung verdichtet wird.The invention relates to a process for the production of components made of composite materials, in which there are properties only on the appropriate Arbeitsflaechen, the special requirements for Haerte, wear resistance, corrosion resistance u. a. correspond. The object of the invention is the production of machine components from metal composites through the combination of cold pressing and hot forming. According to the inventive solution porous parts are produced by the traditional method of powder metallurgy, which has recesses on one end face. In these recesses, a pulverulent substance is filled according to the function of the part, which is then compressed by thermoforming.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, nach dem Maschinenbauteile aus verschiedenen Metallpulvern und -gemischen gefertigt werden. Es können Bauteile aus Verbundmaterialien hergestellt werden, bei denen nur an bestimmten Bereichen Eigenschaften vorliegen, die den besonderen Anforderungen bezüglich Härte, Verschleißbeständigkeit, . Korrosionsbeständigkeit u.a. entsprechenThe invention relates to a method according to which machine components are manufactured from different metal powders and mixtures. It is possible to produce components from composite materials in which only certain areas have properties which meet the particular requirements with regard to hardness, wear resistance,. Corrosion resistance u.a. correspond

Die Bauteile sind ohne bzw. mit geringem Nacharbeitungsaufwand einbaufertig. The components are ready to install without or with little reworking.

Characteristic of the known technical solutions

Aus Gründen des effektiven Materialeinsatzes gewinnen zunehmend Verfahren Anwendung, die sich durch optimalen Einsatz an Material auszeichnen. In vielen Fällen ist man bemüht. Bauteile herzustellen, die an Wirkstellen und Arbeitsflächen den hohen Beanspruchungen genügen.For reasons of effective use of materials, processes that are characterized by optimal use of material are increasingly gaining in application. In many cases one is endeavored. Produce components that meet the high stresses at Wirkstellen and work surfaces.

Die Pulvermetallurgie bietet neben traditionellen Verfahren der Oberflächenveredlung schmelzmetallurgisch hergestellter Werkstoffe und Bauteile die Möglichkeit, derartige Teile aus Verbunden von nieder- und hochwertigen Werkstoffen materialsparend herzustellen. Powder metallurgy offers, in addition to traditional methods of surface finishing of materials and components produced by melting metallurgy, the possibility of producing such parts from composites of low-grade and high-quality materials in a material-saving manner.

In der DE-OS 2644918 wird vorgeschlagen, ein dichtes niedriglegiertes Eisensinterteil mit gehärteter Oberfläche zu fertigen. Dazu wird ein gepreßter Formling während des Sinterns in einer Gasatmosphäre aufgekohlt und anschließend einer Warmumformung unterzogen. Die Wärmebehandlung erfolgt nach dem Zwei-Zonen-Betrieb, in der ersten Zone sintern und in der zweiten Zone aufkohlen. Für die Herstellung von Sinterteilen nach diesem Verfahren sind Einrichtungen zur Erzeugung der Aufkohlungsatmosphäre erforderlich. Die Formkörper werden in geschlossenen Werkzeugen gepreßt. Dabei muß eine , preßfähige Metallpulvermischung eingesetzt werden.In DE-OS 2644918 it is proposed to produce a dense low-alloyed iron sintered part with a hardened surface. For this purpose, a pressed molding is carburized during sintering in a gas atmosphere and then subjected to a hot working. The heat treatment is carried out after the two-zone operation, sintering in the first zone and carburizing in the second zone. For the production of sintered parts according to this method, means for generating the carburizing atmosphere are required. The moldings are pressed in closed tools. In this case, a pressable metal powder mixture must be used.

In der DE-OS 2160155 wird ein Verfahren aufgezeigt, bei dem Kegelzahnräder und Inhenlaufringe für Kegelrollenlager aus einem Verbund von zwei aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehenden Preßteilen hergestellt werden. Dazu werden in getrennten Werkzeugen zwei in Form verschiedene Formkörper gepreßt und dann durch einen Verformungsprozeß miteinander verbunden. Nachteilig ist hierbei der hohe Werkzeugaufwand und die Tatsache, daß auch hier preßfähige Mischungen verwendet werden müssen. In der gleichen Erfindungsbeschreibung wird die Möglichkeit dargestellt, zwei in chemischer Zusammensetzung verschiedene Metallpulver nacheinander in eine Preßmatrize zu füllen und beide Werkstoffe bereits durch Kaltpressen miteinander zu verbinden. Auch für diese Lösung ist der Einsatz preßfähiger Mischungen Voraussetzung. In der DE-OS 2158166 wird ein Verfahren vorgestellt, nach dem Sinterteile aus zwei verschiedenen Pulvern hergestellt werden, wobei verdichtbare, metallische Pulver bereits in der Preßmatrize verbunden werden. Sogenannte Haft- oder Deckschichtpulver haften auf einem als Dorn ausgebildeten Permanentmagnet. Dieses Verfahren wird vorgeschlagen für die Herstellung von Lagerschalen oder -büchsen. Nachteilig ist der notwendige Einsatz eines magnetischen Pulvergemisches als Deckschichtwerkstoff.In DE-OS 2160155 a method is shown in which bevel gears and Inlauflaufringe for tapered roller bearings are made of a composite of two consisting of different materials pressed parts. For this purpose, two separate molds are pressed in separate molds and then joined together by a deformation process. The disadvantage here is the high tool cost and the fact that also here compressible mixtures must be used. In the same description of the invention, the possibility is presented of successively filling two metal powders differing in chemical composition into a press die and already bonding the two materials together by cold pressing. Also for this solution, the use of compressible mixtures is required. In DE-OS 2158166 a method is presented, are prepared by the sintered parts of two different powders, wherein compressible, metallic powders are already connected in the Preßmatrize. So-called adhesive or cover layer powders adhere to a permanent magnet formed as a mandrel. This method is proposed for the manufacture of bearing shells or bushings. A disadvantage is the necessary use of a magnetic powder mixture as a cover layer material.

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem Maschinenbauteile aus Verbunden gefertigt werden, deren Arbeitsflächen dem Einsatzzweck angepaßte Eigenschaften aufweisen und ohne oder mit geringem Aufwand an Nacharbeit einbaufertig sind. . -It is the object of the invention to develop a method in which machine components are produced from composites whose working surfaces have properties adapted to the intended use and are ready for installation without or with little effort. , -

Explanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Herstellung von Maschinenbauteilen aus Verbunden von Eisenpulver oder -gemischen und metallischen oder nichtmetallischen Pulvern oder gleichartigen Gemischen durch eine Kombination von Kaltpressen und Warmumformung.The object of the invention is the production of machine components from compounds of iron powder or mixtures and metallic or non-metallic powders or similar mixtures by a combination of cold pressing and hot forming.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht die Herstellung eines porösen Teiles nach dem traditionellen Verfahren der Pulvermetallurgie vor, welches an einer Stirnseite Aussparungen aufweist. In diese Aussparungen wird'eine pulverförmige Substanz eingefüllt, deren chemische Zusammensetzung die Eigenschaften und die Funktionstüchtigkeit des fertigen Teiles bestimmt. Diese pulverförmige Substanz kann Metallpulver oder eine Mischung aus metallischen und/oder nichtmetallischen Komponenten sein. Die als Deckschichtwerkstoff charakterisierte Substanz kann ohne Mischung mit preßerleichternden Mitteln, wie Stearade oder Wachse in die Aussparungen der Stirnflächen eingebracht werden und wird anschließend durch eine Warmformgebung verdichtet, wodurch gleichzeitig eine Stirnflächenprofilierung erreicht wird. Die geformten Verbundteile werden unmittelbar aus der Warmformgebungshitze einer Wärmebehandlung, z. B. Härten, unterzogen. 'The solution according to the invention provides for the production of a porous part according to the traditional method of powder metallurgy, which has recesses on one end face. These fillets are filled with a powdery substance whose chemical composition determines the properties and functionality of the finished part. This powdery substance may be metal powder or a mixture of metallic and / or non-metallic components. The substance characterized as a cover layer material can be introduced into the recesses of the end faces without mixing with pressing-facilitating means, such as staves or waxes, and is then compacted by hot forming, whereby an end profile is simultaneously achieved. The molded composite parts are directly from the hot forming heat of a heat treatment, for. As hardening subjected. '

Gegenüber bekannten technischen Lösungen, bei denen die Maschinenbauteile vollständig aus legiertem Metallpulver hergestellt werden, werden die funktionsbestimmenden Legierungselemente durch das vorgeschlagene Verfahren an den Funktionsflächen konzentriert. . . .Compared to known technical solutions in which the machine components are made entirely from alloyed metal powder, the function-determining alloying elements are concentrated by the proposed method on the functional surfaces. , , ,

embodiment

1. Beispiel ..· . .1st example .. ·. ,

Zur erfindungsgemäßen Herstellung einer Mahlscheibe mit Stirnzahnung wird ein Formkörper mit ringförmiger Aussparung auf einer Stirnfläche, der aus unlegiertem Eisenpulver, z.B. luftverdüstem Eisenpulver der Körnung 0,4mm durch Kaltverdichtung gefertigt. In die ringförmige Aussparung wird als Zusatzwerkstoff härteres z. B. molybdänlegiertes luftverdüstes Eisenpulver ohne Gleitmittelzusatz gefüllt. Die Formkörper mit dem Auftrag des Zusatzwerkstoffes wird einer Sinterung in Ammoniak-Spaltgas bei einer Temperatur von 125O⁰C ± 50°C und einer Sinterzeit zwischen 4 und 10 Minuten ausgesetzt und anschließend der Umformung und Prägung des Verzahnungsprofiles unterzogen.For the production according to the invention of a grinding disc with face toothing, a shaped body having an annular recess on an end face made of unalloyed iron powder, eg air-atomized iron powder of grain size 0.4 mm, is manufactured by cold compaction. In the annular recess is harder than filler material z. B. molybdenum-alloyed air-atomized iron powder filled without lubricant additive. The moldings with the order of the filler material is subjected to sintering in ammonia cracked gas at a temperature of 125O ⁰ C ± 50 ° C and a sintering time between 4 and 10 minutes and then subjected to the transformation and embossing of the tooth profile.

2. Beispiel2nd example

Zur Herstellung eines Anschlagkörpers wird ein Formkörper mit Aussparungen aus unlegiertem Eisenpulver durch Kaltverdichtung in geschlossenen Preßwerkzeugen gefertigt. In die Aussparungen wird eine Mischung aus Eisenpulver und die Verschleißbeständigkeit erhöhenden Teilchen, wie Chrom- oder Wolframkarbide, Bornitride eingefüllt und analog Beispiel 1 weiterbehandelt. . ^: To produce a stopper body, a shaped body with recesses of unalloyed iron powder is produced by cold compression in closed pressing tools. In the recesses, a mixture of iron powder and the wear resistance-increasing particles, such as chromium or tungsten carbides, boron nitrides filled and treated analogously to Example 1. , ^:

Claims

invention claims

1. A process for the production of machine components made of metal composites, characterized in that pressed from unalloyed metal powder, a molded body with ring-shaped or segment-shaped recesses, filled in these recesses a powdered filler, then subjected to a hot forming and immediately thereafter subjected to an additional heat treatment. >

2. A method for the production of machine components according to item 1, characterized in that the filler material consists of a metal powder mixture, which determines the performance characteristics of the finished part.

3. A method for the production of machine components according to item 1 and 2, characterized in that the filler material consists of a present metal powder, a mixture of different powdered alloying elements or metal powder with hard constituents.

, 4. A process for the production of machine components according to item 1 to 3, characterized in that the filler material is processed without the addition of pressing aids, wherein the filler material may contain a high proportion of fine components.