PL190995B1 - Sposób wytwarzania sprasowanych na gorąco części z proszku stalowego i kompozycja proszku stalowego do prasowania na gorąco - Google Patents
Sposób wytwarzania sprasowanych na gorąco części z proszku stalowego i kompozycja proszku stalowego do prasowania na gorącoInfo
- Publication number
- PL190995B1 PL190995B1 PL346612A PL34661299A PL190995B1 PL 190995 B1 PL190995 B1 PL 190995B1 PL 346612 A PL346612 A PL 346612A PL 34661299 A PL34661299 A PL 34661299A PL 190995 B1 PL190995 B1 PL 190995B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- powder
- aie
- preferably less
- weight
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims description 16
- 238000005056 compaction Methods 0.000 title 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims abstract description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 10
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 7
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 6
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 6
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 5
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical class [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- HGPXWXLYXNVULB-UHFFFAOYSA-M lithium stearate Chemical compound [Li+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O HGPXWXLYXNVULB-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- -1 lithium stearate Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims 1
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 claims 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 6
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 20
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 8
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 5
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 5
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010409 ironing Methods 0.000 description 4
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 4
- RKISUIUJZGSLEV-UHFFFAOYSA-N n-[2-(octadecanoylamino)ethyl]octadecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)NCCNC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC RKISUIUJZGSLEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- UFMBFIIJKCBBHN-MEKJRKEKSA-N myelin peptide amide-16 Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](C)C(N)=O)NC(=O)[C@H](CCCCN)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H]1N(CCC1)C(=O)[C@H](CCCNC(N)=N)NC(=O)[C@H](CCCCN)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](C)NC(C)=O)C1=CC=C(O)C=C1 UFMBFIIJKCBBHN-MEKJRKEKSA-N 0.000 description 1
- 108010074682 myelin peptide amide-16 Proteins 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000010421 standard material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- C22C33/0278—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
- C22C33/0285—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with Cr, Co, or Ni having a minimum content higher than 5%
-
- 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
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
-
- 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
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
-
- 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
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
- B22F2003/145—Both compacting and sintering simultaneously by warm compacting, below debindering temperature
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
1. Sposób wytwarzania sprasowanych na goraco czesci z proszku stalowego, obejmujacy etapy wytwarzania mieszaniny proszku stalowego i prasowanie mieszaniny w podwyzszonej tem- peraturze, znamienny tym, ze przygotowuje sie mieszanine proszku stali nierdzewnej o niskiej zawartosci tlenu, krzemu i wegla, zawierajacej 10-30% wagowych Cr i przypadkowe zanieczysz- czenia, a nastepnie miesza sie proszek, z co najmniej jednym wysokotemperaturowym srodkiem poslizgowym, po czym mieszanine prasuje sie. 11. Kompozycja proszku stalowego do prasowania na goraco, znamienna tym, ze zawiera wyzarzony, rozpylony woda zasadniczo pozbawiony wegla, proszek stali nierdzewnej o niskiej za- wartosci krzemu, i o zawartosci 10-30% wagowych chromu, korzystnie pierwiastki stopowe, grafit w ilosci 0-0,4% wagowych, nie wiecej niz 0,5% wagowych zanieczyszczen i reszta zelazo, a takze wysokotemperaturowy srodek poslizgowy w ilosci 0,2-2,0%, korzystnie 0,4-1,5% wagowych. PL PL PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania sprasowanych na gorąco części z proszku stalowego i kompozycja proszku stalowego do prasowania na gorąco.
0d początku przemysłowego stosowania procesów metalurgii proszków, to jest prasowania i spiekania proszków metali, duże wysiłki podejmuje się w celu podwyższenia mechanicznych właściwości części z proszków spiekanych i polepszenia tolerancji końcowych części w celu rozszerzenia rynku i osiągnięcia najniższych całkowitych kosztów.
0statnio, dużą uwagę poświęca się prasowaniu na gorąco, które jest obiecującym sposobem poprawiającym właściwości części z proszków spiekanych. Proces prasowania na gorąco daje możliwość zwiększenia poziomu gęstości, to jest zmniejszenia porowatości, w końcowych częściach. Proces prasowania na gorąco jest stosowany do większości kompozycji proszkowych. Zwykle, proces prasowania na gorąco prowadzi do wyższej wytrzymałości i lepszych tolerancji wymiarowych otrzymanych części. W tym procesie uzyskuje się też możliwość obrabiania części na świeżo, to jest obrabiania w stanie po sprasowaniu.
Prasowaniem na gorąco określa się prasowanie materiału proszkowego, zawierającego w większości proszek metalu, w temperaturach od około 100°C do około 150°C według obecnie dostępnych technologii proszkowych, takich jak Densmix, Ancorbond lub Flow-Met.
Szczegółowy opis procesu prasowania na gorąco jest opisany, na przykład w referacie prezentowanym na PM TEC 96 World Congress, Waszyngton, czerwiec 1996, który jest tutaj włączony jako odniesienie. Szczególne rodzaje środków poślizgowych stosowanych w prasowaniu na gorąco proszków żelaza są ujawnione, na przykład w opisach patentowych US nr 5154881 i US nr 5744433.
W przypadku proszków stali nierdzewnej, stwierdzono jednak, że ogólne korzyści z prasowania na gorąco są nieznaczne i odnoszą się tylko do nieznacznych różnic w na przykład gęstości i wytrzymałości świeżego produktu. Dodatkowo, największymi problemami pojawiającymi się przy prasowaniu na gorąco proszków ze stali nierdzewnych jest konieczność stosowania dużych ciśnień i występowanie wysokiego wewnętrznego tarcia podczas prasowania.
Sposób wytwarzania sprasowanych na gorąco części z proszku stalowego, według wynalazku, obejmujący etapy wytwarzania mieszaniny proszku stalowego i prasowanie mieszaniny w podwyższonej temperaturze, charakteryzuje się tym, że przygotowuje się mieszaninę proszku stali nierdzewnej o niskiej zawartości tlenu, krzemu i węgla, zawierającej 10-30% wagowych Cr i przypadkowe zanieczyszczenia, a następnie miesza się proszek, z co najmniej jednym wysokotemperaturowym środkiem poślizgowym, po czym mieszaninę prasuje się.
Proszek przygotowuje się ze stali nierdzewnej zawierającej tlen w ilości mniejszej niż 0,20%, korzystnie mniejszej niż 0,15%, a najkorzystniej mniejszej niż 0,10% wagowych, krzem w ilości mniejszej niż 0,5%, korzystnie mniejszej niż 0,3%, najkorzystniej mniejszej niż 0,2% wagowych, i węgiel w ilości mniejszej niż 0,03%, korzystnie mniejszej 0,02%, najkorzystniej mniejszej niż 0,01% wagowych.
Środek poślizgowy wybiera się z grupy obejmującej stearyniany, takie jak stearynian litu, parafiny, woski, naturalne i syntetyczne pochodne tłuszczu i poliamidy, przy czym korzystnie środek poślizgowy dodaje się w ilości od 0,1% do 2,0% wagowych całkowitego składu.
Do mieszaniny, korzystnie dodaje się pierwiastki stopowe i/lub grafit. Do proszku dodaje się, co najmniej jeden środek wiążący w ilości 0,01-0,40% wagowych składu.
Przed prasowaniem, proszek wstępnie ogrzewa się do temperatury pomiędzy 80 i 130°C. Proszek prasuje się we wstępnie ogrzanej formie w temperaturze pomiędzy 80 i 150°C, korzystnie pod ciśnieniem pomiędzy 400 i 1000 MPa.
Sprasowany świeży wyrób spieka się w temperaturze pomiędzy 1100°C i 1300°C, korzystnie pomiędzy 1120°C i 1170°C, w typowej nie utleniającej atmosferze przez okres od 15 do 90 minut, a korzystnie przez okres od 20 do 60 minut.
Według wynalazku, kompozycja proszku stalowego do prasowania na gorąco, charakteryzuje się tym, że zawiera wyżarzony, rozpylony wodą zasadniczo pozbawiony węgla, proszek stali nierdzewnej o niskiej zawartości krzemu, i o zawartości 10-30% wagowych chromu, korzystnie pierwiastki stopowe, grafit w ilości 0-0,4% wagowych, nie więcej niż 0,5% wagowych zanieczyszczeń i reszta żelazo, a także wysokotemperaturowy środek poślizgowy w ilości 0,2-2,0%, korzystnie 0,4-1,5% wagowych.
Kompozycja proszku stalowego, korzystnie zawiera tlen w ilości mniejszej niż 0,2%, korzystnie mniejszej niż 0,15%, najkorzystniej mniejszej niż 0,10%, krzem w ilości mniejszej niż 0,5% wagowych,
PL 190 995 B1 korzystnie mniejszej niż 0,3%, a najkorzystniej mniejszej niż 0,2% wagowych, zaś zawartość węgla jest mniejsza niż 0,03%, korzystnie mniejsza niż 0,02%, najkorzystniej mniejsza niż 0,01% wagowych proszku.
W innym wariancie wynalazku, kompozycja proszku stalowego, korzystnie zawiera, w procentach wagowych:
1-30% chromu 0-5% molibdenu 0-15% niklu 0-1,5% magnezu 0-2% niobu 0-2% tytanu 0-2% wanadu 0-5% Fe3P
0-0,4% grafitu i co najwyżej 0,3% przypadkowych zanieczyszczeń, reszta żelazo.
W następnym wariancie wynalazku, kompozycja proszku stalowego, korzystnie zawiera, w procentach wagowych:
10-20% chromu 0-3% molibdenu 0,1-0,4% magnezu 0-0,5% niobu 0-0,5% tytanu 0-0,5% wanadu, a reszta żelazo.
W kolejnym wariancie wynalazku kompozycja proszku stalowego, korzystnie zawiera, w procentach wagowych:
10-20% chromu 0-4% moiibdenu
0,1-0,4% magnezu 0-0,5% niobu 0-0,5% tytanu 0-0,5% wanadu
7-10% niklu, reszta żelazo.
Korzystnie, wysokotemperaturowy środek poślizgowy jest wybrany z grupy obejmującej stearyniany metali, takie jak stearynian litu, parafiny, woski, naturalne i syntetyczne pochodne tłuszczów i poliamidy. Zawartość środka poślizgowego jest pomiędzy 0,1 i 2,0% wagowych całkowitego składu.
Kompozycja proszku stalowego, korzystnie zawiera też, co najmniej jeden środek wiążący w ilości 0,01-0,40% wagowych składu.
Dzięki zastosowaniu bardzo niskich zawartości tlenu, krzemu i węgla w kompozycji proszku stalowego, a mianowicie zawartości tlenu mniejszych niż 0,20%, korzystnie mniejszych niż 0,15%, a najkorzystniej mniejszych niż 0,10% wagowych, zawartości węgla mniejszych niż 0,03%, korzystnie mniejszych niż 0,02%, najkorzystniej mniejszych niż 0,01% wagowych uzyskano wypraskę uzyskaną z tej kompozycji o istotnym wzroście wytrzymałości w stanie świeżym i jej gęstości. Wyeliminowano problemy występujące przy prasowaniu na gorąco proszku poprzez ograniczenie zawartości krzemu do wielkości mniejszej niż 0,5%, korzystnie mniejszej niż 0,35, najkorzystniej mniejszej niż 0,2% wagowych, Dzięki zastosowaniu wysokich ciśnień prasowania, zwiększono jego efektywność, to jest wraz ze wzrostem ciśnienia prasowania uzyskano większe gęstości wyprasek z proszków prasowanych na zimno i na gorąco, co jest przeciwne do wyników otrzymywanych dla znanych kompozycji proszków stalowych.
PL 190 995 B1
Według wynalazku, proszkami poddawanymi prasowaniu na gorąco są stopowe proszki rozpylone wodą, które zawierają według procentu wagowego, 10-30% chromu, 0-5% molibdenu, 0-15% niklu, 0-0,5% krzemu, 0-1,5% magnezu, 0-2% niobu, 0-2% tytanu, 0-2% wanadu, 0-5% Fe3P, 0-0,4% grafitu i co najwyżej 0,3% przypadkowych zanieczyszczeń, a bardziej korzystnie 10-20% chromu, 0-3% molibdenu, 0,1-0,3% krzemu, 0,1-0,4% magnezu, 0-0,5% niobu, 0-0,5% tytanu, 0-0,5% wanadu, 0-0,2% grafitu bez niklu lub alternatywnie z zawartością 7-10% niklu, pozostałe żelazo i przypadkowe zanieczyszczenia. Przygotowanie takich proszków jest ujawnione w zgłoszeniu patentowym PCT/SE 98/01189, które jest tu włączone jako odniesienie.
Stosuje się środek poślizgowy, który może być dowolnego rodzaju pod warunkiem, że jest odpowiedni do procesu prasowania na gorąco. W szczególności, stosuje się środek poślizgowy wysokotemperaturowy wybrany z grupy obejmującej stearyniany metali, takie jak stearynian litu, parafiny, woski, naturalne i syntetyczne związki pochodne tłuszczu. Również mogą być użyte poliamidy typu ujawnionego na przykład w opisach patentowych US nr 5154881 i 5744433, które odnoszą się do powyższego i które są włączone tu jako odniesienie. Środek poślizgowy jest zwykle stosowany w ilości od 0,1 do 2,0% wagowych całkowitej kompozycji proszkowej.
Według jednego wariantu wykonania, mieszanina zawierająca proszek metalu i wysokotemperaturowy środek poślizgowy może także zawierać środek wiążący. Ten środek może, na przykład być wybrany z estrów celulozy. Jeżeli występuje, środek wiążący jest zwykle stosowany w ilości 0,01-0,40% wagowych kompozycji.
Korzystnie, mieszaninę proszkową zawierającą środek poślizgowy i ewentualnie środek wiążący ogrzewa się do temperatury 80-150°C, a bardziej korzystnie do temperatury 100-120°C. Uzyskane świeże wyroby następnie spieka się w ten sam sposób, jak standardowe materiały, to jest w temperaturach pomiędzy 1100°C i 1300°C, a najlepsze korzyści uzyskuje się, gdy spiekanie prowadzi się w temperaturze od 1120 do 1170°C, ponieważ w tym przedziale temperatur materiał prasowany na gorąco uzyskuje znacznie wyższe gęstości w porównaniu z materiałem typowym. Ponad to, spiekanie korzystnie prowadzi się w typowej atmosferze nie utleniającej przez okres od 15 do 90, a korzystnie od 20 do 60 minut. Wysokie gęstości wyrobów uzyskanych sposobem według wynalazku są uzyskiwane bez potrzeby ponownego prasowania, ponownego spiekania i/lub spiekania w obojętnej atmosferze lub w próżni.
Wynalazek jest zilustrowany poprzez następujące, nie ograniczające przykłady.
P r z y k ł a d 1
Badanie przeprowadzono przy użyciu typowego materiału 434LHC, dostępnego z Coldstream, Belgia, jako odniesienie, i rozpylonych wodą proszków mających niskie zawartości tlenu, krzemu i węgla (oznaczone odpowiednio Proszek A i Proszek B), przygotowane według zgłoszenia patentowego, PCT/SE98/01189 odnoszącego się do powyższego. Sześć mieszanin stali nierdzewnych mających składy pokazane w tabeli 1, zostały przygotowane według tabeli 2. Prasowanie było dokonane na próbkach 50 g przy nacisku 400,600 i 800 MPa i obliczono gęstość świeżego wyrobu każdej próbki. Prasowanie na gorąco prowadzono przy użyciu 0,6% wagowych środka poślizgowego typu poliamidowego, a prasowanie na zimno prowadzono przy użyciu standardowego środka poślizgowego etyleno-bis-stearamidowego (wosku Hoechst dostępnego z Hoechst AG, Niemcy). Wyniki podano w tabeli 3.
T ab ela 1
| Proszek | %Cr | %Mo | %Mn | %Si | %C | %O | %N | %Fe |
| 434L LHC | 16,9 | 1,02 | 0,16 | 0,76 | 0,016 | 0,219 | 0,0085 | Reszta |
| Proszek A | 17,6 | 1,06 | 0,10 | 0,14 | 0,010 | 0,078 | 0,0009 | Reszta |
| Proszek B | 11,6 | 0,01 | 0,11 | 0,100 | 0,005 | 0,079 | 0,0004 | Reszta |
PL 190 995 B1
Tabel a 2
| Proszek podstawowy | Temperatura proszku (°C) | Temperatura narzędzia (°C) |
| 434 LHC | Temperatura pokojowa | Temperatura pokojowa |
| 434LHC | 110°C | 110°C |
| Proszek A | Temperatura pokojowa | Temperatura pokojowa |
| Proszek A | 110°C | 110°C |
| Proszek B | Temperatura pokojowa | Temperatura pokojowa |
| Proszek B | 110°C | 110°C |
Tabel a 3
| Typowe prasowanie | Prasowanie na gorąco | |||||
| Ciśnienie prasowania (MPa) | 400 | 600 | 800 | 400 | 600 | 800 |
| 434 LHC - gęstość w stanie surowym | 5,85 | 6,38 | 6,62 | 5,90*/ | 6,43*/ | 6,67*/ |
| Proszek A - gęstość w stanie świeżym | 6,17 | 6,66 | 6,91 | 6,24 | 6,74 | 7,08 |
| Proszek B - gęstość w stanie świeżym | 6,34 | 6,80 | 7,01 | 6,41 | 6,93 | 7,23 |
*/ Tylko dwa walce były sprasowane z powodu mazania ścian formy.
Te przykłady pokazują, że prasowanie na gorąco standardowego proszku porównawczego 434 LHC nie jest właściwe z powodu wysokiego tarcia podczas wyrzucania. Jest również ukazane, że prasowalność (gęstość w stanie świeżym) proszku stali nierdzewnej o niskim tlenie/węglu, mającego niską zawartość krzemu według obecnego wynalazku jest zwiększona przy podwyższonej temperaturze, a ten efekt jest zwłaszcza zwiększony przy wysokich ciśnieniach prasowania.
P r zykła d 2
Celem tego badania było potwierdzenie, że prasowanie na gorąco proszku stali nierdzewnej jest możliwe również w warunkach podobnych do produkcyjnych. Zmieszano 30 kg każdego z powyższych proszków. Standardowy proszek 434LHC został zmieszany ze środkiem poślizgowym etylenowo-bis-stearamidowym, a proszek do prasowania na gorąco został zmieszany z wysokotemperaturowym środkiem poślizgowym typu poliamidowego.
500 części z każdej próbki proszku zostało sprasowanych w 45 tonowej mechanicznej prasie Dorst wyposażonej w grzejnik do ogrzewania proszku i elektrycznego ogrzewania oprzyrządowania. Proszek był ogrzany do 110°C i sprasowany w postaci pierścieni w narzędziach ogrzewanych do 110°C. Pierścienie były prasowane pod ciśnieniem prasowania 700 MPa i spiekane w temperaturze 1120°C w atmosferze wodoru przez 30 minut. Mierzono wymiary tych spieczonych części, gęstość i promieniową wytrzymałość na kruszenie.
Wyniki badań prasowania i spiekania w prasie automatycznej podano w tabeli 4.
PL 190 995 B1
T a b e l a 4
| Typowe prasowanie Proszek 434LHC | Prasowanie na gorąco Proszek 434LHC*/ | Prasowanie na gorąco Proszek A | |
| Gęstość w stanie świeżym g/cm3 | 6,56 | 6,59 | 6,90 |
| Ciśnienie wyrzucania, MPa | 31 | Niestabilne 40-50 | 35 |
| Sprężystość powrotna, MPa | 0,29 | N/A | 0,25 |
| Wytrzymałość w stanie świeżym, MPa | 16 | N/A | 21 |
| Zmiana wymiarów, % | - 0,124 | N/A | - 0,093 |
| Promieniowa wytrzymałość na kruszenie, MPa | 457 | N/A | 823 |
| Gęstość spieku, g/cm3 | 6,59 | N/A | 6,91 |
| Rozrzut wysokości spieku, % | 0,34 | N/A | 0,35 |
*/ Tylko 4 pierścienie mogły być sprasowane zanim narzędzie musiało być polerowane. Dlatego nie przeprowadzono spiekania i nie uzyskano żadnych wyników.
Pierścienie sprasowane na gorąco wykazują mniejszą sprężystość powrotną w porównaniu z standardowymi pierścieniami. Wytrzymałość w stanie świeżym wzrosła o 30% od 16 do 21 MPa. Promieniowa wytrzymałość na kruszenie wzrosła o 80% po spiekaniu, co wpływa znacząco na gęstość spieku 6,59 g/cm3 dla typowego prasowania i 6,91 g/cm3 dla prasowanego na gorąco. Rozrzut wysokości spieku był mniejszy dla obu serii prasowania, Wielkość rozrzutu wysokości spieku wyniosła 0,34% dla materiału prasowanego na zimno i 0,35% dla materiału prasowanego na gorąco. Te wyniki wskazują, że tolerancje wymiarowe po spiekaniu są takie same dla materiału prasowanego na gorąco, jak i dla prasowania typowego. Wyniki także wskazują, że prasowanie na gorąco proszku 434LHC nie jest możliwe.
Claims (18)
1. Sposób wytwarzaniasprasowanych na gorąco części z proszku stalowego, obejmujący etapy wytwarzania mieszaniny proszku stalowego i prasowanie mieszaniny w podwyższonej temperaturze, znamienny tym, że przygotowuje się mieszaninę proszku stali nierdzewnej o niskiej zawartości tlenu, krzemu i węgla, zawierającej 10-30% wagowych Cr i przypadkowe zanieczyszczenia, a następnie miesza się proszek, z co najmniej jednym wysokotemperaturowym środkiem poślizgowym, po czym mieszaninę prasuje się.
2. Sposóbwedługzastrz. 1, znamienny tym, że przygorowuje się proszekze ssall nieedzewnej zawierającej tlen w ilości mniejszej niż 0,20%, korzystnie mniejszej niż 0,15%, a najkorzystniej mniejszej niż 0,10% wagowych, krzem w ilości mniejszej niż 0,5%, korzystnie mniejszej niż 0,3%, najkorzystniej mniejszej niż 0,2% wagowych, i węgiel w ilości mniejszej niż 0,03%, korzystnie mniejszej 0,02%, najkorzystniej mniejszej niż 0,01% wagowych.
3. Sposób według zas^z. 1, tym, że środek pośllzgowy wybieea się z grupy obejmującej stearyniany, takie jak stearynian litu, parafiny, woski, naturalne i syntetyczne pochodne tłuszczu i poliamidy.
4. Spooób wedługzaskz. 3, znamienny tym, że śrooek pośllzgowydoda-esięw i ioSci od 0,1% do 2,0% wagowych całkowitego składu.
5. Sposób według zasSrz. 1, znamiennytym, że do mieszanńny dodaj sśę pierwiastki stopowe i/lub grafit.
PL 190 995 B1
6. Sposóbwedługzastrz.1 ,z namiennytym, że d op roszku d odajes ię, eon ajmniej jeden ś rodek wiążąoy w ilsśoi 0,01-0,40% wsgswyoh zUłsOg.
7. Sposóbwedługzastrz.1 ,z nnmliennntymi. że p rzadp raszweniem.p roszaSwetępoieosrzaj ws zip Os temoerstury osmipday 80 i 130°C.
8. Sposób wwSOłg zasó^ 1, znamienaa tym, że proszad praszje się ww wwóępoie odrzanaj fsrmie w tdmodrstgrad osmipday 80 i 150°C.
9. Sposóbwedługzantrz.8,znamιienaatyml. że p roszadp raszjee iępodciśśieniem powiępoa 400 i 1000 MPs.
10. SposZbwedługzanrrz. 1, znamιienaatymi. że szranzwenaświedeweróbszieSksięw temoerstgrae osmipday 1100°C i 1300°C, kdrkyótaid osmipday 1120°C i 1170°C, w tyoswej aie gtleaisjąoej stmdóferae oraea dkreó sd 15 ds 90 miaut, s kdrayótaie orada dkreó sd 20 ds 60 miaut.
11. Kownosayjaprodókusraloswegdo pranzwenianagg-ąco. znamιienaatymi. że zawiesaweesrasay, rsaoylsay wsdą asósOaioas osabswisay wpgls, orszaek ztsli aierdaewaej s aizkiej aswsrtsśoi kraemu, i s aswsrtsśoi 10-30% wsgswyoh ohrsmg, ksoayótaie oierwisztki ótsoswe, grafit w ilsśoi 0-0,4% wsgswyoh, aie wipoej aie 0,5% wsgswyoh asaieoayóaoaeń i rezats eelsas, s tskee wyzskstemoeostuoswy śosOek osśliagswy w ilsśoi 0,2-2,0%, ksoayótaie 0,4-1,5% wsgswyoh.
12. Komnosayjeweeługzanrrz. 11.znamienaa tym, że zrodzaS zralowe zawiesatlen w i loóśi maiejzadj aie 0,2%, ksoayótaie maiejzadj aie 0,15%, asjksoayótaiej maiejzadj aie 0,10%, kraem w ilsśoi maiejzadj aie 0,5% wsgswyoh, ksoayótaie maiejzadj aie 0,3%, s asjksoayótaiej maiejzadj aie 0,2% wsgswyoh, asś aswsrtsść wpgls jezt maiejzas aie 0,03%, ksoayótaie maiejzas aie 0,02%, asjksrayztaidj maiejzas aie 0,01% wsgswyoh orszaku.
13. Komnosayjaprodókusraloweegweeługzanrrz. 12, znamienaatymi. że zkwiesa.w prosorjtsoh wsgswyoh:
1-30% ohrsmu
0-5% mslibdeau
0-15% aiklu
0-1,5% msgaeau
0-2% aisbu
0-2% tytsau
0-2% wsasdu
0-5% Fe3P
0-0,4% grafitu i os asjwyeej 0,3% ooayosOkswyoh asaieoayzaoaeń, rezats eelsas.
14. Komnosayjaprodókusraloweegweeługzanrrz. znamienaatymi. że zkwiesa.w prosorjtsoh wsgswyoh:
10-20% ohosmu
0-3% mslibdeau
0,1-0,4% msgaeau
0-0,5% aisbu
0-0,5% tytsau
0-0,5% wsasdu, s rezats eelsas.
15. Komnosayjaprodókusraloweegweeługzanrrz. H. znamienaatymi. że zkwiesa.w prosorjtsoh wsgswyoh:
10-20% ohosmu 0-4% moiibdeau
0,1-0,4% msgaeau 0-0,5% aisbu 0-0,5% tytsau 0-0,5% wsasdu
7-10% aiklu, rezats eelsas.
PL 190 995 B1
16. Kompozycja proszku stalowego, według zastrz. 11, znamienna tym, że wysokotemperaturowy środek poślizgowy jezt wybrany y or-py obejmującej ztesrynisny metsli, tskie jsk ztesrynisn lit-, psrsfiny, wozki, nst-rslne i zyntetycyne pochodne tł-zycyów i polismidy.
17. Kompozy^j proszku szalowego według zasto. 17, zr^^r^ie^nn^ tym. że zawartość środka pośliyooweoo jezt pomiędyy 0,1 i 2,0% wsoowych całkowitego zkłsdg.
18. Komppoy,yjaprzzzk.ustalowyeo we^e^łi.^-) zasta. 1 znamienna tym, że zywiera, co najmniee jeden środek wiążący w ilości 0,01-0,40% wsoowych csłkowireoo zkłsdg.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9803171A SE9803171D0 (sv) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | Warm compaction of steel powders |
| PCT/SE1999/001636 WO2000016934A1 (en) | 1998-09-18 | 1999-09-17 | Warm compaction of steel powders |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL346612A1 PL346612A1 (en) | 2002-02-25 |
| PL190995B1 true PL190995B1 (pl) | 2006-02-28 |
Family
ID=20412637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL346612A PL190995B1 (pl) | 1998-09-18 | 1999-09-17 | Sposób wytwarzania sprasowanych na gorąco części z proszku stalowego i kompozycja proszku stalowego do prasowania na gorąco |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6365095B1 (pl) |
| EP (1) | EP1117499B1 (pl) |
| JP (1) | JP2002526650A (pl) |
| KR (1) | KR20010079834A (pl) |
| CN (1) | CN1180903C (pl) |
| AT (1) | ATE296700T1 (pl) |
| AU (1) | AU737459C (pl) |
| BR (1) | BR9913840A (pl) |
| CA (1) | CA2343540A1 (pl) |
| DE (1) | DE69925615T2 (pl) |
| ES (1) | ES2243078T3 (pl) |
| PL (1) | PL190995B1 (pl) |
| RU (1) | RU2228820C2 (pl) |
| SE (1) | SE9803171D0 (pl) |
| TW (1) | TW494028B (pl) |
| WO (1) | WO2000016934A1 (pl) |
| ZA (1) | ZA200101630B (pl) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6676895B2 (en) * | 2000-06-05 | 2004-01-13 | Michael L. Kuhns | Method of manufacturing an object, such as a form tool for forming threaded fasteners |
| US6514307B2 (en) * | 2000-08-31 | 2003-02-04 | Kawasaki Steel Corporation | Iron-based sintered powder metal body, manufacturing method thereof and manufacturing method of iron-based sintered component with high strength and high density |
| SE0102102D0 (sv) * | 2001-06-13 | 2001-06-13 | Hoeganaes Ab | High density stainless steel products and method for the preparation thereof |
| SE0201825D0 (sv) * | 2002-06-14 | 2002-06-14 | Hoeganaes Ab | Warm compaction of steel powders |
| SE0201824D0 (sv) * | 2002-06-14 | 2002-06-14 | Hoeganaes Ab | Pre-alloyed iron based powder |
| JP2004148414A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-27 | Seiko Epson Corp | 研削材及び研削材の製造方法並びに製造装置 |
| US20040151611A1 (en) * | 2003-01-30 | 2004-08-05 | Kline Kerry J. | Method for producing powder metal tooling, mold cavity member |
| US20050129563A1 (en) * | 2003-12-11 | 2005-06-16 | Borgwarner Inc. | Stainless steel powder for high temperature applications |
| SE0401042D0 (sv) * | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Hoeganaes Ab | Lubricants for metallurgical powder compositions |
| CN1332055C (zh) * | 2005-04-14 | 2007-08-15 | 华南理工大学 | 一种不锈钢粉末复合材料及其温压方法 |
| UA95096C2 (uk) * | 2005-12-30 | 2011-07-11 | Хеганес Аб | Порошкова металургійна композиція на основі заліза, композиційне мастило на її основі та спосіб його виробництва |
| ES2659979T3 (es) * | 2007-09-28 | 2018-03-20 | Höganäs Ab (Publ) | Composición de polvo metalúrgico y método de producción |
| US8110020B2 (en) * | 2007-09-28 | 2012-02-07 | Höganäs Ab (Publ) | Metallurgical powder composition and method of production |
| BR112017004710B1 (pt) * | 2014-09-16 | 2021-09-21 | Höganäs Ab (Publ) | Pulverizado à base de ferro pré-ligado, mistura pulverizada à base de ferro, processo para fabricação de um componente sinterizado e carburado e engrenagem sinterizada |
| CN105345009A (zh) * | 2015-11-19 | 2016-02-24 | 苏州紫光伟业激光科技有限公司 | 一种用不锈钢粉末制造零件的方法 |
| CN108838389B (zh) * | 2018-07-13 | 2020-07-28 | 山东大学 | 一种粉末冶金铁素体不锈钢及其制备方法 |
| CN109570486A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-04-05 | 广州市光铭金属制品有限责任公司 | 一种420不锈钢材料及其制备方法 |
| CN109351961A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-02-19 | 广州市光铭金属制品有限责任公司 | 一种用于刀盘产品的420l不锈钢材料及其制备方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU728994A1 (ru) * | 1978-10-19 | 1980-04-25 | Институт Коллоидной Химии И Химии Воды Ан Украинской Сср | Композици дл получени пресспорошков ферритов |
| US4448746A (en) * | 1982-11-05 | 1984-05-15 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Process for producing alloy steel powder |
| AU614647B2 (en) * | 1988-06-27 | 1991-09-05 | Kawasaki Steel Corporation | Sintered alloy steel with excellent corrosion resistance and process for its production |
| US5154881A (en) * | 1992-02-14 | 1992-10-13 | Hoeganaes Corporation | Method of making a sintered metal component |
| ATE165628T1 (de) * | 1993-09-16 | 1998-05-15 | Mannesmann Ag | Verfahren zur herstellung von sinterteilen |
| SE9401922D0 (sv) * | 1994-06-02 | 1994-06-02 | Hoeganaes Ab | Lubricant for metal powder compositions, metal powder composition containing th lubricant, method for making sintered products by using the lubricant, and the use of same |
| US5856625A (en) * | 1995-03-10 | 1999-01-05 | Powdrex Limited | Stainless steel powders and articles produced therefrom by powder metallurgy |
| SE9702299D0 (sv) * | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Hoeganaes Ab | Stainless steel powder |
-
1998
- 1998-09-18 SE SE9803171A patent/SE9803171D0/xx unknown
- 1998-09-23 TW TW087115821A patent/TW494028B/zh not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-09-17 WO PCT/SE1999/001636 patent/WO2000016934A1/en not_active Ceased
- 1999-09-17 PL PL346612A patent/PL190995B1/pl unknown
- 1999-09-17 CA CA002343540A patent/CA2343540A1/en not_active Abandoned
- 1999-09-17 AU AU63795/99A patent/AU737459C/en not_active Ceased
- 1999-09-17 ES ES99951336T patent/ES2243078T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-17 DE DE69925615T patent/DE69925615T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-17 CN CNB998110175A patent/CN1180903C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-17 JP JP2000573881A patent/JP2002526650A/ja not_active Abandoned
- 1999-09-17 RU RU2001111035/02A patent/RU2228820C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1999-09-17 EP EP99951336A patent/EP1117499B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-09-17 KR KR1020017003360A patent/KR20010079834A/ko not_active Ceased
- 1999-09-17 AT AT99951336T patent/ATE296700T1/de not_active IP Right Cessation
- 1999-09-17 BR BR9913840-9A patent/BR9913840A/pt active Search and Examination
-
2001
- 2001-01-24 US US09/767,740 patent/US6365095B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-02-27 ZA ZA200101630A patent/ZA200101630B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010079834A (ko) | 2001-08-22 |
| JP2002526650A (ja) | 2002-08-20 |
| ATE296700T1 (de) | 2005-06-15 |
| EP1117499A1 (en) | 2001-07-25 |
| AU6379599A (en) | 2000-04-10 |
| CN1180903C (zh) | 2004-12-22 |
| WO2000016934A1 (en) | 2000-03-30 |
| EP1117499B1 (en) | 2005-06-01 |
| US6365095B1 (en) | 2002-04-02 |
| PL346612A1 (en) | 2002-02-25 |
| BR9913840A (pt) | 2001-06-12 |
| AU737459C (en) | 2007-03-29 |
| TW494028B (en) | 2002-07-11 |
| DE69925615D1 (de) | 2005-07-07 |
| ES2243078T3 (es) | 2005-11-16 |
| CA2343540A1 (en) | 2000-03-30 |
| ZA200101630B (en) | 2001-08-30 |
| RU2228820C2 (ru) | 2004-05-20 |
| DE69925615T2 (de) | 2005-10-27 |
| CN1318002A (zh) | 2001-10-17 |
| SE9803171D0 (sv) | 1998-09-18 |
| AU737459B2 (en) | 2001-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5080712A (en) | Optimized double press-double sinter powder metallurgy method | |
| EP1117499B1 (en) | Warm compaction of steel powders | |
| DE3205877C2 (pl) | ||
| RU2294815C2 (ru) | Состав и способ теплого прессования порошков из нержавеющей стали | |
| Heaney et al. | Mechanical properties of metal injection moulded 316L stainless steel using both prealloy and master alloy techniques | |
| RU2001111035A (ru) | Способ горячего прессования изделий и порошковая композиция для горячего прессования | |
| US3899319A (en) | Powder mixture for the production of alloy steel with a low content of oxide inclusions | |
| US6261514B1 (en) | Method of preparing sintered products having high tensile strength and high impact strength | |
| EP0779847B1 (en) | Iron-based powder containing chromium, molybdenum and manganese | |
| US5926686A (en) | Sintered products having improved density | |
| US4540437A (en) | Tin alloy powder for sintering | |
| DE69126616T2 (de) | Verfahren zur herstellung von siliciumnitrid-gegenstände | |
| RU2329121C2 (ru) | Порошок на основе железа | |
| US5951737A (en) | Lubricated aluminum powder compositions | |
| GB2065710A (en) | Production of high density sintered bodies | |
| MXPA01002879A (en) | Warm compaction of steel powders | |
| CN116117145B (zh) | 一种TiB2改性Mo2FeB2基复合材料的制备方法 | |
| SU1540941A1 (ru) | Способ получени изделий из карбонитрида хрома | |
| DE2855693A1 (de) | Sinterfaehiges material, daraus erhaltenes sintermaterial und verfahren zu seiner herstellung | |
| Honda | Effects of Lubricant Content and Heating Rate During Dewaxing on Dimensional Change, Density and Fatigue Strength of Sintered Irons | |
| KR20050016529A (ko) | 스테인레스 강 분말의 고온 압축을 위한 방법 및 조성물 | |
| JPS58110656A (ja) | 複合材料の製造方法 | |
| CS234979B1 (en) | Method of tool material compacting from dispersion particles |