DE1533035B1

DE1533035B1 - Verfahren zur pulvermetallurgischen herstellung von sinter teilen aus metall und oder metalloxidpulver mittels pasten guss

Info

Publication number: DE1533035B1
Application number: DE19661533035
Authority: DE
Inventors: Andor Dr Budincsevits
Original assignee: TAVKOEZLESI KI
Current assignee: TAVKOEZLESI KI
Priority date: 1965-06-17
Filing date: 1966-06-15
Publication date: 1971-04-01

Description

Es ist bekannt, daß beim Pulverpressen nie Formgestaltung begrenzt ist. Andererseits führt die innere Reibung -der Metallpulver während des Pressens zu Dichtunterschieden. Ein weiterer Nachteil der bekannten Verfahren ist, daß z. B. kostspielige Hartmetallwerkzeuge benötigt werden. Das Pulverpressen ist ferner durch den Umstand begrenzt, daß Drücke von mehreren t/cm2 anzuwenden sind, was bereits bei Formstücken von 100 bis 200 cm2 Basisfläche die Abmessungen der hydraulischen Einrichtungen unwirtschaftlich erhöht. Nachteilig ist ferner, daß dünnwandige Hohlkörper mit den Verfahren nicht herstellbar sind.
Es ist bekannt, daß zum Verfestigen von Formstücken Polystyrol oder andere warmhärtende Kunststoffe verwendet werden. Die Preßbarkeit der Metallpulver wird ,durch Zugabe von Paraffin oder anderen Wachsen gefördert. Diese werden im Laufe des Sinterns ausgebrannt. Der Anteil dieser Bindemittel beträgt 0,5 bis 1% der Metallpulver. Ein langwieriges Sinterverfahren in Wasserstoff ist dabei notwendig.
Die Erfindung beabsichtigt, die oben angeführten Nachteile zu beseitigen. Das vorgeschlagene Verfahren ist für Metallpulver beliebiger Art anwendbar, wobei die Möglichkeit der Herstellung von Formkörpern aus hochschmelzenden Metallpulvern, unabhängig von den geometrischen Formen, besonders hervorzuheben ist. Die Dichte der mit diesem Verfahren erhaltenen Formstücke ist gleichmäßig, die Formkörper verfügen über scharfe Kanten und sind auch als dünnwandige Hohlkörper herstellbar.
Durch die Erfindung ist auch die Erzeugung von umfangreichen, indirekt geheizten, ,Elektronen emittierenden Katodenkörpern aus hochschmelzenden Metallen und aktiven Seltenen Erdmetallen möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren bedarf keiner kostspieligen Werkzeuge und großen Einrichtungen. Erfindungsgemäß werden die Metallpulver mit einer organophilen Wachsschicht versehen, damit sie vom Plastifizierungs-Wachs einwandfrei benetzt werden können. Als Folge dieses Präparierens vermindert sich der notwendige Anteil an Plastifizierungs-Wachs auf 6 bis 10%. Dazu werden die Metallpulver auf eine Temperatur zwischen vorzugsweise 100 bis 300° C vorgewärmt, dann bis auf 80° C abgekühlt und in eine warme Kugelmühle gebracht. Es wird 0,5% Ölsäure und 1% Karnaubawachs beigegeben und das Gemisch 2 Stunden lang bei 80°C in der Mühle gemahlen. Nach Zugabe des Plastifizierungs-Wachses entsteht eine in warmem Zustand fließfähige Paste, deren Temperatur nicht höher als 110° C sein darf. Wird zum Beispiel Paraffinwachs und Karnaubawachs im Verhältnis 2:1 beigegeben, so beträgt diese Temperatur 80° C, wobei die Paste dünnflüssig und bei Zimmertemperatur fest und gut zu handhaben ist. Aus Festigungsgründen kann anstatt des Paraffins auch Karnaubawachs zur Verwendung kommen, in welchem Falle die Temperatur bis auf 110° C ansteigt.
Die warme Metallpaste wird in die kalte Form injiziert, füllt sie aus und erstarrt. Die Form kann aus Weichmetall hergestellt werden, ist zerlegbar und innen mit dem Negativ des erwünschten Formteils ausgestaltet. Nach einigen Sekunden kann das Formteil der Form entnommen werden.
Das in der Erfindung beschriebene Verfahren ermöglicht die Herstellung von komplizierten geometrischen Formen und großen Voll- und Hohlkörpern durch Pastenguß. Das Verfahren ist besonders vorteilhaft zur Erzeugung von Formkörpern aus hochschmelzenden Metallen, wie z. B. W, Mo, Ta, Te usw. Bei größeren Gegenständen muß für die Kühlung der Form mit Wasser gesorgt werden, wodurch die Verfestigung der warmen Metallpaste begünstigt wird.
Der nächste Verfahrensschritt ist die Entfernung des Plastifizierungs-Wachses, ohne daß das Formteil deformiert oder beschädigt wird.
Das Formteil wird dazu in glühendes Aluminiumoxidpulver eingebettet, welches vom Plastifizierungs-Wachs einwandfrei benetzt wird. Bei Temperaturen zwischen 180 und 200° C wird das Wachs während einiger Stunden durch das Oxidpulver aufgesaugt und auf großen Flächen verdampft.
In manchen Fällen wird 0,5% des Plastifizierungs-Wachses im Formteil belassen, damit letzterer die nötige mechanische Festigkeit für das Sintern behält.
Für manche dünnwandige Hohlkörper, wie z. B. für Katodenkörper, wird eine poröse Abstützform aus Aluminiumoxid hergestellt, der Gegenstand in derselben untergebracht und mit Oxidpulver ausgestopft. Das entwachste Formteil wird im Oxidpulver auch vorgesintert. Bei hochschmelzenden Metallen, wie Wolfram, wird die Vorsinterung zweckmäßigerweise bis auf 1600° C in nassem Wasserstoff vorgenommen und das Formteil dann abgekühlt. Der vorgesinterte Gegenstand wird aus dem Pulver herausgenommen und gereinigt, wobei er bereits über eine genügende Festigkeit verfügt, so daß die weitere Sinterung in trockenem Wasserstoff, inertem Gas oder Vakuum vorgenommen werden kann.
Die Sinterbedingungen sind vom Siedepunkt des Wachses und vom Schmelzpunkt des Metallpulvers abhängig. Das Maß der im Laufe der Sinterung auftretenden Schrumpfung stimmt mit dem in der Pulvermetallurgie üblichen überein. Die Schrumpfung kann an Hand eines Probestückes festgestellt werden, wobei die Form derart bemessen werden muß, daß die Toleranz der Sinterteile den Wert von ±0,1% nicht überschreitet. Durch diese Genauigkeit ist es möglich, daß nur bestimmte Flächen nachträglich bearbeitet werden müssen.
Das Verfahren macht auch die Verwendung von äußerst feinkörnigen Metallpulvern der Korngröße von 0,5 #tm möglich, in welchem Falle der flüssige Plastifizierungswachs unter der Wirkung des hydrostatischen Druckes die einzelnen Metallteilchen dicht vereint und kolloidale Eigenschaften auftreten. Diese Erscheinung kann dadurch wahrgenommen werden, daß die für die Erzielung gleich guter Festigkeitswerte erforderliche Sintertemperatur um 50 bis 100 grd niedriger sein kann.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Sinterteilen aus Metall- und/oder Metalloxidpulver, insbesondere aus Pulver von hochschmelzenden Metallen und Seltenen Erdmetallen, mittels eines mit dem Pulver zu einer Paste vermischten Zusatzstoffes, d a d u r c h g e -g e n n z e i c h n e t, daß die Pulverteilchen mit einem organophilen Wachs beschichtet und unter Zugabe von 6 bis 10% Plastifizierungswachs, vorzugsweise Paraffin- und Karnaubawachs im Verhältnis 2: 1, bei 60 bis 80° C zu einer fließfähigen Paste verrührt werden, die Paste mit einem Druck von 0,5 bis 4 kp/cm2 in eine kalte Form injiziert und das erkaltete Formteil entnommen, nach Einbetten in Tonerde-Pulver bei Höchsttemperaturen von 180 bis 200° C allmählich vom Plastifizierungswachs befreit - im Falle der Verarbeitung hochschmelzender Metallpulver bei Temperaturen bis 1600° C in der Einbettung vorgesintert - und schließlich in nichtoxydierender Atmosphäre gesintert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- i kennzeichnet, daß die Pulverteilchen zwecks Beschichtung mit einem organophilen Wachs auf 100 bis 300° C vorgewärmt, auf 80° C abgekühlt und zusammen mit 0,5 bis 1% Ölsäure und etwa 1 % Karnaubawachs während 1 bis 2 Stunden in einer auf 80° C erwärmten Mühle gemahlen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Herstellung dünnwandiger Hohlkörper die entsprechenden Formteile zum Verdampfen des Plastifizierungswachses und zum Vorsintern in poröse Abstützformen aus Tonerde eingebettet und mit Tonerde-Pulver aufgefüllt werden.