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Verfahren zur Herstellung von Formkörpern für Lagerschalen, Zahnräder und ähnliche
Maschinenteile
Es ist bekannt, Lagerschalen, Zahnräder und ähnliche Maschinenteile durch Sintern von Eisen- pulver herzustellen. Durch entsprechende Wahl der Korngrössenverteilung, des Pressdruckes, der
Sintertemperatur und der Sinterzeit können das
Porenvolumen und die Gestalt der Poren weit- gehend beeinflusst werden.
Solche poröse Formkörper haben als selbst- schmierende Lager und Zahnräder Eingang in den Maschinenbau gefunden.
Es ist auch schon bekannt, dass man zu einer wesentlichen Verbesserung der Eigenschaften gelangt, wenn man poröse Formlinge aus Eisen-,
Nickel-oder ähnlichen Pulvern mit Ammoniak oder Stickstoff nitriert. Durch die Wahl der Porosität und der Nitrierungszeit ist es möglich, die Eigenschaften des porösen Metallformlings im gewünschten Ausmass zu beeinflussen, da je nach der Art der Behandlung, von der Kornoberfläche ausgehend, das Korn teilweise nahezu vollständig verstickt wird. Durch diese Stickstoffaufnahme im ganzen Körper werden Abnützung, Härte, Korrosionsfähigkeit und die Saugfähigkeit für Öl durch die bessere Benetzbarkeit günstig beeinflusst.
Beim Versticken poröser Formlinge tritt aber der Nachteil ein, dass durch die Nitritbildung ein unter Umständen nicht unbeträchtliches Wachsen auftritt, welches bei grösseren Formkörpern zu Sprengungen führen kann.
In manchen Fällen führt das Versticken bloss vorgepresster, also nicht gesinterter Metallpulver zu Körpern durchaus befriedigender Festigkeitseigenschaften für die Verwendung von porösen Lagern od. dgl.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass das Nitrieren poröser Eisenformlinge schon bei Temperaturen unter 350 C herum gut und mit genügender Geschwindigkeit vonstatten geht.
Es ist sogar möglich, poröse Eisenkörper bei Temperaturen um 1500 C durchgreifend zu nitrieren, wenn genügend lange Nitrierzeiten ver- wendet werden. Gegenüber dem üblichen
Nitrieren bei 500 bis 600 0 C hat das erfindung- gemäss vorgeschlagene Verfahren nicht nur den
Vorteil der geringeren Erwärmungstemperatur, sondern auch der grösseren Raumbeständigkeit der nitrierten porösen Körper. Während poröse, bei der üblichen Temperatur von etwa 550 C nitrierte Sintereisenkörper ein nicht unbeträcht- liches Wachstum zeigen, tritt beim Nitrieren bei 350'C-bei gleicher Stickstoffaufnahme- kein oder nur ein unbedeutendes Wachsen der nitrierten Formlinge ein.
Bei den niedrigen Temperaturen, welche bei dem erfindungsgemässen Verfahren zum Nitrieren verwendet werden, ist das Ammoniak nicht mehr oder nur in untergeordnetem Masse befähigt,
Eisenoxyde zu reduzieren. Es ist daher nicht nur vorteilhaft, sondern fast immer zwingende
Notwendigkeit, vorher das Ammoniak von Sauer- stoff und Wasserdampf zu befreien. Es erfolgt dies z. B. durch Überleiten über eine Kontaktmasse aus aktivem Kupfer von etwa 180 C, die bei dieser Temperatur das Ammoniak noch nicht zersetzt, den Sauerstoff aber in Wasser überführt, worauf anschliessend eine Trocknung, z. B. mit
Silikagel, erfolgt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpem für Lagerschalen, Zahnräder und ähnliche Maschinenteile aus Pulver von Schwermetalllegierungen, die zur Nitridbildung befähigt sind, wie insbesondere Nitridstähle, durch Sintern und bzw. oder Pressen und Nitrieren der porösen Formlinge, dadurch gekennzeichnet, dass das Nitrieren der porösen Eisenformlinge bei Temperaturen zwischen 150 und 350 C erfolgt.
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Process for the production of molded bodies for bearing shells, gear wheels and the like
machine parts
It is known to manufacture bearing shells, gears and similar machine parts by sintering iron powder. By appropriate selection of the grain size distribution, the pressure, the
The sintering temperature and the sintering time can do that
Pore volume and the shape of the pores are largely influenced.
Such porous molded bodies have found their way into mechanical engineering as self-lubricating bearings and gears.
It is already known that the properties are significantly improved if porous moldings made of iron,
Nickel or similar powders nitrated with ammonia or nitrogen. By choosing the porosity and the nitriding time, it is possible to influence the properties of the porous metal molding to the desired extent, since, depending on the type of treatment, starting from the grain surface, the grain is partially almost completely embroidered. This nitrogen uptake throughout the body has a positive effect on wear and tear, hardness, the ability to corrode and the ability to absorb oil due to the better wettability.
When embroidering porous moldings, however, the disadvantage arises that the formation of nitrite results in possibly not inconsiderable growth which, in the case of larger moldings, can lead to explosions.
In some cases, embroidering merely pre-pressed, i.e. not sintered metal powder leads to bodies with thoroughly satisfactory strength properties for the use of porous bearings or the like.
It has now surprisingly been found that the nitriding of porous iron moldings takes place well and with sufficient speed even at temperatures below 350 ° C.
It is even possible to nitride porous iron bodies thoroughly at temperatures around 1500 C if sufficiently long nitriding times are used. Compared to the usual
The method proposed according to the invention not only has nitriding at 500 to 600 ° C.
Advantage of the lower heating temperature, but also of the greater spatial stability of the nitrided porous body. While porous sintered iron bodies nitrided at the usual temperature of about 550 C show a not inconsiderable growth, with nitriding at 350 ° C - with the same nitrogen absorption - there is no or only insignificant growth of the nitrided bricks.
At the low temperatures which are used in the process according to the invention for nitriding, the ammonia is no longer able or only able to do so to a lesser extent
To reduce iron oxides. It is therefore not only beneficial, but almost always compelling
It is necessary to first remove oxygen and water vapor from the ammonia. This is done z. B. by passing over a contact mass of active copper at about 180 C, which does not yet decompose the ammonia at this temperature, but converts the oxygen into water, whereupon a drying, z. B. with
Silica gel.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the production of molded bodies for bearing shells, gears and similar machine parts from powder of heavy metal alloys which are capable of nitride formation, such as nitride steels in particular, by sintering and / or pressing and nitriding the porous briquettes, characterized in that the nitriding of the porous Iron moldings are made at temperatures between 150 and 350 C.
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