DE69333084T2

DE69333084T2 - Feinteiliges caf 2? und baf 2? mittel zur verbesserung der bearbeitbarkeit von gesintertem eisenbasispulver

Info

Publication number: DE69333084T2
Application number: DE69333084T
Authority: DE
Inventors: Owe Andersson
Original assignee: Hoganas AB
Current assignee: Hoganas AB
Priority date: 1992-05-27
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: BR9306429A; KR950701558A; WO1993024261A1; EP0641267B1; EP0641266A1; AU667379B2; CA2136097C; ATE235981T1; KR950701557A; ES2194847T3; ATE244614T1; US5631431A; JPH07507838A; CA2136098A1; SE9201678D0; EP0641266B1; ES2197151T3; DE69333084D1; TW365555B; MX9303159A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Pulver mitverbesserter Bearbeitbarkeit, welches zu der Pulverzusammensetzung auf Eisenbasis zur Verwendung bei der pulvermetallurgischen Herstellung von Komponenten verwendet wird
Die pulvermetallurgische Herstellung von Komponenten umfasst häufig die folgenden Verarbeitungsschritte. Ein Basispulver, im Allgemeinen ein Eisen- oder Stahlpulver, wird mit Legierungselementen, wie Nickel, Kupfer, Molybdän und Kohlenstoff, in der Form eines Pulvers, und einem Schmiermittel vermischt. Die Pulvermischung wird anschließend in einem Presswerkzeug verdichtet und führt zu einem Ergebnis, das als ein Grünkörper mit der fast fertigen Geometrie bekannt ist. Nach der Verdichtung wird der Pressling gesintert, um so die endgültige Festigkeit, Härte, Ausdehnung, etc. zu erhalten.
Eines der Hauptvorteile der pulvermetallurgischen Herstellung von Komponenten ist, dass es möglich ist, durch das Verdichten und Sintern, Rohlinge herzustellen, die die fertige Gestalt aufweisen oder dieser sehr nahe kommen. Es gibt jedoch Fälle, bei denen ein nachfolgendes Bearbeiten erforderlich ist. Zum Beispiel kann dies aufgrund hoher Toleranzanforderungen notwendig werden, oder wenn die fertige Komponente eine Form hat, die nicht direkt gepresst werden kann, sondern ein Bearbeiten nach dem Sintern erfordert. Insbesondere erfordern Geometrien, wie Löcher, die sich quer zur Verdichtungsrichtung erstrecken, und wie Hinterschnitte oder Gewinde, ein nachfolgendes Bearbeiten.
Durch die kontinuierliche Entwicklung von neuen Sinterstählen mit höherer Festigkeit und daher höherer Härte wird die Bearbeitung eines der Hauptprobleme bei der pulvermetallurgischen Herstellung von Komponenten. Es ist häufig ein begrenzender Faktor, wenn man ermitteln möchte, ob die pulvermetallurgische Herstellung das kostengünstigste Verfahren zur Herstellung einer Komponente ist. Daher besteht eine große Notwendigkeit nach neuen und effektiveren Zusatzstoffen, um die Bearbeitbarkeit von Sinterstählen zu verbessern. Es ist dann wichtig, dass dieser Zusatzstoff die mechanischen Eigenschaften des gesinterten Materials, wie Zugfestigkeit und Ausdehnung, nicht besonders beeinflusst.
Heute gibt es eine Anzahl von bekannten Substanzen, welche zu Pulvermischungen auf Eisenbasis zugegeben werden, um die Bearbeitung der Komponenten nach dem Sintern zu erleichtern.
Der am häufigsten Verwendete Pulverzusatzstoff MnS, welches z. B. in der EP 0 183 666 erwähnt ist, die beschreibt, wie die Bearbeitbarkeit eines gesinterten Stahls durch die Zumischung solch eines Pulvers verbessert wird. Materialien, die schwierig zu bearbeiten sind, sind in diesem Zusammenhang Materialien mit einer Härte von oberhalb ungefähr 180 HV, können jedoch durch Zugabe von MnS nicht geeignet bearbeitet werden. Des Weiteren ist die Zugabe von MnS häufig von einer nicht akzeptierbaren Verringerung der Festigkeit des Materials nach dem Sintem begleitet.
US 4,927,461 beschreibt die Zugabe von hexagonalen BN (Bornitrid) zu Pulvermischungen auf Eisenbasis, um die Bearbeitbarkeit nach dem Sintern zu verbessern. Durch das Agglomerieren von feinem BN-Pulver (0,05-1,0 um) ist es möglich, eine ähnliche Verbesserung der Bearbeitbarkeit von Pulvermischungen auf Eisenbasis nach dem Sintern zu erzielen, wie durch die Zugabe von MnS. Die Sinterfestigkeit wird jedoch zu einem geringeren Maße beeinflusst, wenn eine geeignete Menge an BN-Pulver zugegeben wird, als wenn MnS zugegeben wird. Wie in dem Fall von MnS, machen es jedoch BN-Zugaben nicht möglich, Materialien mit einer Härte von oberhalb 200 HV in einer industriellen Herstellung zu bearbeiten.
WO 91114526 beschreibt, wie kleine Mengen an Te und/oder Se zusammen mit MnS verwendet werden, um die Bearbeitbarkeit bei pulvermetallurgischen Materialien, die schwierig zu bearbeiten sind, ungefähr zweifach zu verbessern. Die Zugabe von Te und/ oder Se steht bereits im Konflikt mit der Berücksichtigung des Umweltschutzes, insofern, dass die hygienischen Grenzwerte dieser Zusatzstoffe sehr niedrig sind und dass es eine Tendenz für noch stärkere Regulierungen des Umweltschutzes gibt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Pulver bereitzustellen, welches nach dem Sintem eine verbesserte Bearbeitbarkeit der resultierenden Komponenten aufweist. Im Allgemeinen stellt die Erfindung eine Pulverzusammensetzung zur Verfügung, mit einem Mittel zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit von Materialien, welche · schwierig zu bearbeiten sind, welches in diesem Zusammenhang Materialien mit einer Härte von über ungefähr 180 HV und einer Festigkeit von oberhalb ungefähr 700 MPa sind und welche kein Hartphasenmaterial aufweisen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein die Bearbeitbarkeit verbesserndes Mittel bereitzustellen, welches höchstens zu einem geringen Maße oder überhaupt nicht die mechanischen Eigenschaften der gesinterten Komponente beeinflusst und welches im Wesentlichen harmlos für die Umwelt ist.
Man hat herausgefunden, dass diese Gegenstände erzielt werden können, indem zu einer Pulverzusammensetzung auf Eisenbasis ein Mittel zugemischt wird, enthaltend ein Pulver aus einer Kombination bzw. Mischung aus Calciumfluorid und Bariumfluorid, wie in den Ansprüchen 1, 5 und 6 definiert. Der Zusatzstoff gemäß der Erfindung wird hergestellt, indem vorzugsweise zunächst Calciumfluorid mit Bariumfluorid geschmolzen wird, wobei das Gewichtsverhältnis von CaF&sub2;/BaF&sub2; in de Bereich von 20/80- 60/40 liegen muss. Besonders bevorzugt ist eine Schmelze mit einer eutektischen Zusammensetzung, d. h. 38 Gew.-% CaF&sub2; und 62 Gew.-% BaF&sub2;. Nach dem Abkühlen wird diese Schmelze zu einem Pulver gemahlen, welches zu der Pulverzusammensetzung auf Eisebbasis zugegeben wird. Gemäß der Erfindung sind diese gemahlenen Teilchen im Wesentlichen frei (d. h. haften nicht an Graphitteilchen, siehe unten) und weisen eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 100 um auf. Vorzugsweise liegt die durchschnittliche Teilchengröße im Bereich von 20 um und 70 um. Wird die Teilchengröße zu groß, wird die Festigkeit der gesinterten Komponente nachteilig beeinflusst und die die Bearbeitbarkeit verbessernde Wirkung wird unbefriedigend. Wenn der Pulverzusatzstoff zu fein ist, wird die die Bearbeitbarkeit verbessernde Wirkung auch unzureichend. Die Fluoridteilchen können synthetischen oder natürlichen Ursprungs sein. Die Reinheit der Fluoride beeinflusst auch die die Bearbeitbarkeit verbessernde Wirkung und man hat herausgefunden, dass der Anteil der Verunreinigungen in dem verwendeten Ausgangsmaterial, wie Flussspat, 3 Gew.-% nicht überschreiten sollte, vorzugsweise nicht 2 Gew.-%. Gemäß der Erfindung wird das die Bearbeitbarkeit verbessernde Calciumfluoridhaltige Pulver zu einem Eisen- oder Stahlpulver in einer Menge von ungefähr 0,1-1,0%; vorzugsweise 0,3-0,9 Gew.-% der Pulverzusammensetzung zugegeben. Für Anteile unter 0,1 Gew.-% an CaF&sub2;/BaF&sub2; wird die die Bearbeitbarkeit verbessernde Wirkung unzureichend, wohingegen bei Anteilen von mehr als 0,1 Gew.-% die Wirkung von CaF&sub2;/BaF&sub2; die Festigkeit und die Abmessungsänderungen nachteilig beeinflusst.
Ein Gebiet der Verwendung der Systeme mit Fluorverbindungen basierend auf CaF&sub2; umfasst feste Schmiermittel zur Reduktion der Reibung zwischen den Oberflächen, welche bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen belastet werden. Dies wird "Some Improvements in Solid Lubricants Coatings for High Temperature Operations", ASLE Transaction, Bd. 16/l, S. 42-49, berichtet. Die Verwendung von Calciumfluorid als ein Schmiermittel bei pulvermetallurgischen Materialien mit dem primären Ziel, die Verschleißfestigkeit gesinterter Erzeugnisse enthaltend Hartphasenmaterial, wie Ventilsitze, zu verbessern, ist z. B. auch in US-A-4,274,876, US-A-4,836,848, JP-A-53-123314, SU 885-319, SU 1114-704, SU 1481-262, JP 63-42348 und EP 277 239 offenbart.
Su 1585-069 lehrt, dass Zugaben an CaF&sub2; und S verwendet werden können, um die Bearbeitbarkeit von pulvermetallurgischen Materialien zu verbessern, die Zugabe von CaF&sub2; ist jedoch sehr hoch (2-3%). Andererseits ist S gut bekannt dafür, die Bearbeitbarkeit sowohl von herkömmlichen als auch von pulvermetallurgischen Materialien zu verbessern. Diese Veröffentlichung kann daher als eine der wesentlichen Anleitungen für jeden Fachmann betrachtet werden, der die Bearbeitbarkeit von pulvermetallurgischen Materialien verbessern will, da S dann zunächst eliminiert werden müsste, bevor die zugegebene Menge an CaF&sub2; beträchtlich reduziert würde. Auch wenn der Zusatzstoff gemäß der vorliegenden Erfindung mit anderen konventionellen die Bearbeitbarkeit verbesserndeil Zusatzstoffen, wie MnS, kombiniert werden kann, ist er frei von elementarem Schwefel, welcher, zusätzlich dazu, dass er für die Umwelt unerwünscht ist, eine beträchtliche Wirkung auf die Änderung der Abmessung ausübt.
JP 63-137137 offenbart die Zugabe von CaF&sub2; oder BaF&sub2; zu Pulvermischungen auf Eisenbasis im Hinblick auf das Verbessern der Bearbeitbarkeit von Komponenten, die nach dem Sintem erhalten werden, d. h. der Gegenstand ist der gleiche wie in der vorliegenden Erfindung. Gemäß dieser japanischen Patentanmeldung liegt das Calciumfluorid jedoch nicht in der freien Form vor, wenn es zu der Eisen- oder Stahlzusammensetzung zugegeben wird, sondern es muss vollständig oder teilweise an Graphit haften. Der Zweck Fluorid zu verwenden, welches an Graphit haftet, ist zu verhindern, dass das Graphit vollständig in der Eisenmatrix aufgelöst wird. Das ungelöste Graphit dient dann zur Bildung eines Schmiermittelfilmes zwischen dem Werkzeug und dem Material während der Bearbeitung. Des Weiteren macht die japanische Anmeldung deutlich, dass relativ grobe Kohlenstoffteilchen zugegeben werden, welche die Festigkeit der fertigen Komponente nachteilig beeinflusst. Daher weist die japanische Anmeldung in keinster Weise darauf hin, dass freie Calciumfluoridteilchen zu einer verbesserten Bearbeitbarkeit führen könnten. Die Vorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber der Erfindung gemäß der japanischen Anmeldung ist, dass in der vorliegenden Erfindung der Schritt der Fluoridabsorption am Kohlenstoff nicht stattfindet, da kein extra Kohlenstoff in der Erfindung verwendet werden muss, und wenn es wünschenswert ist Kohlenstoff zuzugeben, feinere Kohlenstoffteilchen verwendet werden können, die nicht an dem Fluorid haften, welche vergleichsweise verbesserte Festigkeit verleihen.
Zusätzlich zu den Zusatzstoffen als solche umfasst die vorliegende Erfindung auch Pulverzusammensetzungen auf Eisen- oder Stahlbasis, enthaltend diese Zusatzstoffe, wie auch die gesinterten Erzeugnisse, hergestellt aus diesen Zusammensetzungen. Es ist bevorzugt, dass diese Pulverzusammensetzungen im Wesentlichen kein Hartphasenmaterial aufweisen, da vorläufige Tests gezeigt haben, dass das Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung keine deutliche die Bearbeitbarkeit verbessernde Wirkung zeigt, wenn Hartphasenmaterial in den Eisen- oder Stahlzusammensetzungen enthalten ist.
Wie hier verwendet, betrifft "Hartphasenmaterial" nichtmetallische Materialien mit einer Härte, welche im Wesentlichen die Härte von legiertem Metall überschreitet, oder 800 Mikrovickers überschreitet. Beispiele von Hartphasenmaterialien sind, Carbide, Nitride, Oxide und Boride.
Die Pulverzusammensetzung gemäß der Erfindung kann zusätzlich zu Eisen, 0,1-1,2 Gew.-% Kohlenstoff und Zusatzstoffen, andere gesteuerte Substanzen, wie P, Cr, Mn, Cu, Ni und/oder Mo umfassen, welche herkömmlicherweise in dieser Art von Pulverzusammensetzungen enthalten sind. Vorzugsweise sind diese Substanzen in der Pulverzusammensetzung in den folgenden Mengen enthalten: 0-0,6 Gew.-% P, 0-25 Gew.-% Cr, 0-10 Gew.-% Mn, 0-5 Gew.-% Cu, 0-8 Gew.-% Ni und 0-2 Gew.-% Mo, die oben erwähnten Zusatzstoffe sind in einer Menge von 0,1-0,6 Gew.-%, vorzugsweise von 0,15-0,6 Gew.-% und besonders bevorzugt von 0,2-0,5 Gew.-% enthalten.
Gemäß eines speziellen Aspektes der Erfindung wird CaF&sub2; und BaF&sub2; in solchen bekannten Eisen- und Stahlzusammensetzungen verwendet, welche, vor der Konzeption der vorliegenden Erfindung, mit Schwefel zur verbesserten Bearbeitbarkeit vermischt wurden. Da jedoch Schwefel während des Sinterns ein Quellen bewirkt, wohingegen CaF&sub2; und BaF&sub2; im Wesentlichen die Abmessungen während dieses Schrittes nicht beeinflusst, können diese bekannten Zusammensetzungen mit anderen Substanzen vermischt werden, welche ähnlich wie Schwefel, ein Quellen während des Sinterns bewirken. Ein Beispiel solch einer quellenden Substanz ist MoS2, welche bis zu 0,05-0,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1-0,3 Gew.-% der Zusammensetzung auf Eisenbasis ausmacht.
Die pulvermetallurgische Herstellung von Komponenten mittels des Zusatzstoffes gemäß der vorliegenden Erfindung wird auf herkömmliche Weise durchgeführt, d. h., häufig durch die folgenden Verfahrensschritte: das Basispulver, d. h. das Eisen- oder Stahlpulver, wird mit gewünschten Legierungselementen vermischt, wie Nickel, Kupfer, Molybdän und ggf. Kohlenstoff, wie auch dem Zusatzstoff gemäß der vorliegenden Erfindung in Pulverform. Diese Pulvermischung wird mit einem herkömmlichen Schmiermittel vor dem Verdichten vermischt, z. B. Zinkstearat, welches während des nachfolgenden Sinterns verschwindet. Das Mischen wird durchgeführt, um die Legierungselemente homogen indem Material zu verteilen. Die Pulvermischung wird anschließend in einem Presswerkzeug verdichtet und führt dazu, was als Grünkörper nahe der fertigen Geometrie bekannt ist. Das Verdichten findet im Allgemeinen bei einem Druck von 400-800 MPa statt. Höhere Verdichtungsdrucke führen nur zu einer unzureichenden Erhöhung der Dichte, jedoch zu beträchtlich erhöhtem Werkzeugverschleiß. Niedrigere Verdichtungsdrücke führen zu Dichten, welche zu niedrig sind, um bei den meisten strukturellen Details geeignet zu sein. Nach dem Verdichten wird der Pressling gesintert und diesem die endgültige Festigkeit, Härte, Dehnung etc. verliehen. Das Sintem muss bei einer Temperatur oberhalb von 1083ºC stattfinden, um es zu ermöglichen, dass Cu als Legierungselement verwendet wird. Im Hinblick auf die Diffusionsgeschwindigkeit indem Material und das Minimieren der Sinterdauer wird eine maximale Temperatur bevorzugt. Die meisten der Herstellungsöfen können jedoch nur mit Temperaturen bis zu 1150ºG arbeiten. Heutzutage liegt die übliche Sintertemperatur bei 1120ºC. Bei dieser Temperatur werden wünschenswerte Eigenschaften im Allgemeinen nach einem Sintern für 30 min erzielt.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand einiger nicht beschränkender Beispiele beschrieben.
All die Materialien, welche in diesen Beispielen verwendet werden, sind von Höganäs AB, Schweden, kommerziell erhältlich, mit Ausnahme des CaF&sub2;, welches ein hochreiner (99% CaF2) feiner Flussspat ist, hergestellt von Indesko AB, Schweden und das BaF&sub2;, welches von Kali-Chemie, Deutschland hergestellt wird. Die Materialien in den folgenden Beispielen wurden alle bei 600 MPa zu standardisierten Zugtestbarren gemäß ISO 2740-1973 und zu Scheiben mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Höhe von 12 mm verdichtet. Die Materialien wurden in einem Bandofen vom Labormaßstab bei 1120 ºC 30 min in einer endothermen Atmosphäre mit einem Kohlenstoffpotential entsprechend 0,5% gesintert. Die Testbarren wurden verwendet, um die Zugfestigkeit gemäß EN 10002-1, die Härte gemäß ISO 6507/1-1992 und die Änderung der Abmessung zu ermitteln. Die Scheiben wurden bei Bohrtests verwendet, um den Bearbeitbarkeitsindex zu ermitteln. Dieser Index wird definiert als die mittlere Anzahl an Löchern, welche sechs identische Bohrer durch sechs Scheiben machen kann, bevor die Bohrer verschlissen sind. Das Bohren wurde mit Hochgeschwindigkeitsstahlbohrem mit einer konstanten Geschwindigkeit und einer konstanten Zuführung ohne Kühlmittel durchgeführt.
Das Versuchsmaterial, welches bei den gesamten Versuchen eingesetzt wurde, war ein hochfestes, Material auf Eisenbasis, enthaltend 4% Ni, 1,5% Cu, 0,5% Mo, 0,5% C, Rest Eisen, welches nach dem Verdichten und dem Sintem unter den angegebenen Bedingungen eine Festigkeit von ungefähr 700 MPa und eine Härte von ungefähr 200 HV aufwies.

Beispiel 1

Zu dem obigen Versuchsmaterial wurden drei unterschiedliche Pulverzusammensetzungen gemischt, welche CaF&sub2;/BaF&sub2; und MnS Pulver enthielten. Das CaF&sub2;/BaF&sub2; Pulver bestand aus einer eutektischen Mischung der enthaltenen Fluoriden, die bei 1150ºC miteinander verschmolzen wurden und anschließend zu einem Pulver mit einer Teilchengröße von weniger als im wesentlichen 100 um gemahlen wurde. Die drei Pulvermischungen bestanden aus 0,2 Gew.-% CaF&sub2;/BaF&sub2; + 0,4 Gew.-% MnS, 0,4 Gew.-% CaF&sub2;/BaF&sub2; + 0,4 Gew.-% MnS und 0,4 Gew.-% CaF&sub2;/BaF&sub2; + 0,2 Gew.-% MnS. Die verwendeten Referenzen waren ein Material mit einer Zugabe von 0,5 Gew.-% MnS und ein Material ohne jede Zugabe. Die unterschiedlichen Mischungen wurden bei einem Verdichtungsdruck von 600 MPa verdichtet und anschließend in einem Bandofen bei einer Temperatur von 1120ºC für 30 Minuten in einer Endoatmosphäre mit einem Kohlenstoffpotential von 0,5%. Während des Verdichtungsverfahrens wurde das Material sowohl als Standartzugfestigkeitsversuchsbarren für pulvermetallurgische Materialien als auch Scheiben mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Höhe von 12 mm verdichtet. Die gesinterten Scheiben wurden anschließend einem Bohrtestunterworfen, bei welchem die mittlere Anzahl von Löchern, die in jede Scheibe gebohrt wurden bevor die Bohrer verschlissen war, als ein Maß für die Bearbeitbarkeit des Materials verwendet wurde. Bohrer aus Hochgeschwindigkeitsstahl wurden verwendet und mit einer konstanten Geschwindigkeit ohne Kühlmittel zugeführt. Die Zugfestigkeitsversuchsbarren wurden auf herkömmliche Weise durch Zugversuche überprüft. Die Fig. 1a und b zeigen die Resultate die bei den Bohrversuchen und Zugversuchen erhalten wurden. Aus Fig. 1a wird deutlich, dass sich die Bearbeitbarkeit bei dem erfindungsgemäßen Material im Vergleich mit den Referenzmaterialien und dem Vergleichsmaterial beträchtlich erhöhte. Es wird aus der Figur klar ersichtlich, dass ein bestimmter Gehalt von chemischen Verbindungen, welche Fluor enthalten, in dem Pulverzusatzstoff notwendig ist, um eine gewünschte Bearbeitbarkeitsverbesserung in diesem Material bereitzustellen. Aus Fig. 1b wird deutlich, wie sich die Festigkeit mit den unterschiedlichen Bearbeitbarkeitszusatzstoffen ändert. Aus der Figur wird deutlich, dass die Festigkeit nicht so sehr durch die Bearbeitbarkeitszusatzstoffe, die Fluor enthalten, beeinflusst werden, wie die einen Zusatzstoff, welcher nur MnS enthält.

Beispiel 2

Zu dem oben genannten Versuchsmaterial wurde eine Pulverzusammensetzung gemischt, welche 0,6 Gew.-% CaF&sub2;/BaF&sub2; mit unterschiedlichen Verhältnissen und 0,2 Gew.-% MnS enthielt. Die CaF&sub2;/BaF&sub2; Pulver wurden hergestellt, indem zunächst die darin enthaltenen Fluoride miteinander verschmolzen wurden und sie anschließend zu einem Pulver mit einem vorbestimmten Gewichtsverhältnis vermahlen wurden. Das CaF&sub2;/BaF&sub2; Pulver wies eine Teilchengröße von im wesentlichen unter 100 um auf. Die verwendeten Referenzmaterialien waren die gleichen wie in Beispiel 1. Die Mischungen wurden auf eine ähnliche Weise wie in Beispiel 1 verdichtet und gesintert und anschließend untersucht. Fig. 2a und 2b zeigen die bei den Untersucheungen erzielten Ergebnisse. Aus Fig. 2a wird deutlich, dass die Bearbeitbarkeit durch das erfindungsgemäße Material im Vergleich mit den Referenzmaterialien beträchtlich verbessert wurde. Fig. 2b zeigt, dass die Festigkeit durch die Zugaben gemäß der Erfindung nicht zu einem beträchtlichen Maße beeinflußt wird.

Beispiel 3

Zu dem oben genannten Versuchsmaterial wurde ein Pulver gemischt, bestehend aus sich ändernden Zusatzstoffen in dem Bereich von 0,3-0,9 Gew.-% CaF&sub2;/BaF&sub2; (bezogen auf das Gewicht der ganzen Pulverzusammensetzung) und mit einer eutektischen Zusammensetzung. Bevor das CaF&sub2;/BaF&sub2; Pulver zu der Pulverzusammensetzung auf Eisenbasis gemischt wurde, wurde es zuerst miteinander verschmolzen und anschließend zu einem Pulver gemahlen. Die verwendeten Referenzmaterialien waren die gleichen Materialien wie in Beispiel 1. Die Mischungen wurden auf eine ähnliche Weise wie in Beispiel 1 verdichtet und gesintert. Fig. 3a und 3b zeigen die Resultate die während der Untersuchungen gemessen wurden. Aus Fig. 3a wird deutlich, dass die Bearbeitbarkeit durch das erfindungsgemäße Material im Vergleich mit den Referenzmaterialien beträchtlich verbessert wurde. Fig. 3b zeigt, dass die Festigkeit durch die Zugaben gemäß der Erfindung nur geringfügig beeinflußt wird.

Beispiel 4

Zu dem oben genannten Versuchsmaterial wurde ein Pulver gemischt, bestehend aus sich ändernden Zusatzstoffen in dem Bereich von 0,3-1,1,9 Gew.-% CaF&sub2;/BaF&sub2; mit einer eutektischen Zusammensetzung und welches zuerst miteinander verschmolzen und anschließend zu einem Pulver vermahlen wurde, und 0,2 Gew.-% MnS, bezogen auf die geamte Pulverzusammensetzung. Die verwendeten Referenzmaterialien waren die gleichen Materialien wie in Beispiel 1. Die Mischungen wurden auf eine ähnliche Weise wie in Beispiel 1 verdichtet und gesintert. Fig. 4a und 4b zeigen die Resultate die während der nachfolgenden Untersuchungen gemessen wurden. Aus Fig. 4a wird deutlich, dass die Bearbeitbarkeit durch das erfindungsgemäße Material im Vergleich mit zuvor bekannten Zusatzstoffen beträchtlich verbessert wurde. Die Zugabe von MnS führt zu einer sehr unerwarteten synergistischen Wirkung zusammen mit CaF&sub2;/BaF&sub2; und verbessert zu Bearbeitbarkeit im Vergleich mit den zuvor verwendeten Mischungen noch weiter. Fig. 4b zeigt, dass die Festigkeit nur unbedeutend beeinflußt wird, wenn das Pulver gemäß der vorliegenden Erfindung zu der Pulverzusammensetzung auf Eisenbasis zugegebne wird. Es ist insbesondere überraschend, dass die Zugabe von MnS zu so einer positiven Wirkung zusammen mit anderen Zugaben zu der Mischung auf Eisenbasis führt, da MnS selbst eine nachteilige Wirkung auf die Festigkeit ausübt.

Claims

1. Pulverzusammensetzung auf Eisenbasis frei von nichtmetallischen Hartphasenmaterial mit einer Härte, welche 800 Microvickers überschreitet, zum Verdichten und Sintern zu Erzeugnissen mit einer verbesserten Bearbeitbarkeit, wobei die Zusammensetzung enthält,

0,1-1,2 Gew.-% C,

0-0,6 Gew.-% P,

0-25 Gew.-% Cr,

0-10 Gew.-% Mn,

0-5 Gew.-% Cu,

0-8 Gew.-% Ni, und

0-2 Gew.-% Mo,

0,1-1,0 Gew.-% einer Mischung aus Calcium- und Bariumfluoriden, welche als ein Mittel zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit dienen, wobei das Gewichtsverhältnis von Calciumfluorid zu Bariumfluorid 20 : 80 - 60 : 40 beträgt, und die Teilchen der Fluoride nicht an Graphitteilchen haften, gegebenenfalls in Kombination mit einem oder mehreren herkömmlichen, zusätzlichen die Bearbeitbarkeit verbessernden Mitteln des Typs MnS, MoS&sub2;, welche im wesentlichen kein elementares Schwefel aufweisen, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.

2. Pulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung aus Calcium- und Bariumfluoriden durch Schmelzen erzeugt wird.

3. Pulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das geschmolzene Pulver eine eutektische Zusammensetzung aufweist d. h. ungefähr 38 Gew.-% Calciumfluorid und ungefähr 62 Gew.-% Bariumfluorid.

4. Pulver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver höchstens 30 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 20 Gew.-% MnS enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht des Calciumfluorids und des Bariumfluorids.

5. Sinterzeugnis mit einer verbesserten Bearbeitbarkeit und ohne ein nichtmetallisches Hartphasenmaterial mit einer Härte, welche 800 Mikrovickers überschreitet, welches ein anderes ist als solche, welche während oder nach dem Sintern der Pulverzusammensetzung erzeugt werden, wobei das Erzeugnis 0,1-1,2 Gew.-% C, 0-0,6 Gew.-% P, 0

- 25 Gew.-% Cr, 0-10 Gew.-% Mn, 0-5 Gew.-% Cu, 0-8 Gew.-% Ni, 0-2 Gew.-% Mo, wie auch 0,1-1,0 Gew.-% einer Mischung aus Calciumfluorid und Bariumfluorid enthält, wobei die Fluoridteilchen nicht an Graphitteilchen haften, wobei das Gewichtsverhältnis von Calciumfluorid zu Bariumfluorid 20 : 80 und 60 : 40 beträgt, gegebenenfalls zusammen mit MnS, welches im wesentlichen keinen elementaren Schwefel enthält, als die Bearbeitbarkeit verbesserndes Mittel, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.

6. Verwendung von 0,1 bis 1,0 Gew.-% einer Mischung aus Calciumfluorid und Bariumfluorid, wobei die Fluoridteilchen nicht an Graphitteilchen haften, und wobei das Gewichtsverhältnis von Calciumfluorid zu Bariumfluorid 20 : 80 bis 60 : 40 beträgt, zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit von gesinterten Erzeugnissen, welche aus einem Eisen- oder Stahlpulver hergestellt sind, wobei das Pulver kein nichtmetallisches Hartphasenmaterial mit einer Härte, welche 800 Microvickers überschreitet, enthält und umfassend 0,1-1,2 Gew.-% C, 0-0,6 Gew.-% P, 0-25 Gew.-% Cr, 0-10 Gew.-% Mn, 0-5 Gew.-% Cu, 0-8 Gew.-% Ni und 0-2 Gew.-% Mo, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.

7. Verfahren zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit von gesinterten Erzeugnissen, hergestellt aus einem Eisen- oder Stahlpulver, wobei das Pulver im wesentlichen kein nichtmetallisches Hartphasenpulver mit einer Härte, welche 800 Mikrovickers überschreitet, enthält und umfassend 0,1-1,2 Gew.-% C, 0 - 0,6 Gew.-% P, 0-25 Gew.-% Cr, 0-10 Gew.-% Mn, 0-5 Gew.-% Cu, 0-8 Gew.-% Ni, 0-2 Gew.-% Mo, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen, umfassend die Schritte des Zugebens von 0,1-1,0 Gew.-% einer Mischung aus Calciumfluorid und Bariumfluorid, wobei die Fluoridteilchen nicht an Graphitteilchen haften und das Gewichtsverhältnis von Calciumfluorid zu Bariumfluorid 20 : 80 bis 60 : 40 beträgt, zu dem Eisen- oder Stahlpulver in einer Menge 0,1-1,0 Gew.-%, des Verdichtens des Eisen- oder Stahlpulvers zu einem Grünkörper, und des Sinterns des Grünkörpers.