用于制造烧结构件的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造烧结构件(2)的方法，所述方法包括以下步骤：提供具有铬的铁基粉末；将粉末注入到粉末压机并且挤压成生坯；将生坯烧结成烧结构件；将烧结构件再压实；将烧结构件硬化。烧结在脱碳的气氛中实施，并且为了表面压实使烧结构件沿着轴线(3)从模具工具(1)的第一模具开口(6)朝沿着轴线与第一模具开口相对置的第二模具开口(13)的方向运动，其中，烧结构件在所述运动期间穿过模具工具的多个模具区段(7至11)并且此时将烧结构件的表面区域压实，为此，沿挤压方向，相继的所述模具区段的内径(17)变小并且各个模具区段设置成，使得多个模具区段的后续的模具区段分别直接连接到对应的沿挤压方向在先的模具区段上。

【技术实现步骤摘要】
用于制造烧结构件的方法
本专利技术涉及一种用于制造烧结构件的方法，所述方法包括以下步骤：提供具有作为合金元素的铬的铁基粉末；将所述粉末注入到粉末压机中；将所述粉末挤压成生坯；将所述生坯从粉末压机去除；将所述生坯烧结成烧结构件；将所述烧结构件再压实；将烧结构件硬化。
技术介绍
按照粉末冶金方法制造的烧结构件、即构件与由铸造材料制成的构件具有以下缺点，即，对于很多应用，在烧结之后的强度由于烧结构件的多孔性是不足够的。因此，在现有技术中已经提出不同的用于在烧结之后对烧结构件进行再压实或表面压实的方法。常见的方法是对旋转对称的构件、例如齿轮进行辊压。为此，代表性地参阅WO1992/005897A1。一种方法变型方案是在模具工具中进行压实，其在EP2066468A2中描述。与此类似的方法由JP10085995A、AT517989A1和RU2156179C2已知。尽管这些用于再压实的方法本身提供良好的结果，在对硬材料、例如含铬的铁粉进行再压实(如其例如在处理对烧结齿轮的辊压的DE102005027055A1中描述)时产生问题。按照DE102005027055A1的方法为此包括以下步骤：将烧结材料注入到压机中，所述压机具有用于形成预成形件的内部几何结构，其中，至少在齿部的齿面的区域中形成加工余量；挤压所述烧结材料，从而产生预成形件；预烧结经挤压的预成形件；对齿部的齿面的至少一个区域进行表面辊轧；烧结所述构件、烧结硬化所述构件和精密加工。
技术实现思路
本专利技术的任务是提供一种方法，利用所述方法可以制造具有相对大的表面密度的硬的烧结材料。所述任务在文首提及的方法中通过以下方式解决，即，所述烧结在脱碳的气氛中实施，并且为了表面压实所述烧结构件沿着轴线从模具工具的第一模具开口朝沿着轴线与第一模具开口相对置的第二模具开口的方向运动，其中，所述烧结构件在所述运动期间穿过所述模具工具的多个模具区段并且此时将所述烧结构件的表面区域压实，为此，沿挤压方向，相继的所述模具区段的内径变小并且各个模具区段这样设置，使得多个模具区段的后续的模具区段分别直接连接到对应的沿挤压方向在先的模具区段上。在此有利的是，通过脱碳的烧结，构件的硬度降低，从而对构件的后续压实可以较简单地且较有效地实施。在烧结构件在再压实时被全面“夹紧”之后，因此对于包含铬的铁材料也可以实现非常大的表面密度，因为所述材料不会转移，如这在按照所述DE102005027055A1对齿轮进行辊轧时是所述情况，其中，压力仅径向施加到齿轮的齿上。此外，所述方法不仅限于旋转对称的烧结构件。为了烧结构件的较好的可成形性，在对所述方法评估的过程中证实为有利的是，在脱碳的气氛中包含至少一种选自如下组的气体，所述组包括氧气、二氧化碳、水蒸汽，其中，所述气体的份额为气氛的0.1体积百分比至10体积百分比之间。优选按照所述方法的另一种实施变型方案，在经烧结的生坯中的碳份额减少最大0.6重量百分比。意想不到地可以确定，烧结构件中的碳含量的这种已经最小的减少对于改善的可成形性是足够的，如果表面压实在上述模具工具中实施的话。按照所述方法的另一种实施变型方案可以规定，在具有变小的内径的最后的模具区段中进行表面压实之后，在直接连接到所述最后的模具区段上的减压区段中实施对烧结构件消除应力，所述减压区段具有与所述模具区段的具有变小的内径的直接在这之前构造的所述最后的模具区段相比较大的内径，其中，将所述烧结构件在所述减压区段中校准，为此，所述减压区段的内轮廓对应于所述烧结构件的具有理论尺寸的理论轮廓。在此有利的是，在所述校准或者说中间校准之前不进行对减压状态中的烧结构件的进一步成形，由此，通过锻造效果在表面压实时引起的在烧结构件上的毛刺形成可以减少。此外，因此模具工具也在机械上较少地受载，因为在烧结构件在前述压实步骤中在表面已经被压实之后，对减压状态中的烧结构件的进一步压实要求较高的成形力。优选使用这样的粉末，所述粉末具有0.1重量百分比至10重量百分比之间的铬份额。因此，利用所述方法可以制造具有对应良好的强度特性的烧结构件，由此可以扩大烧结构件的应用领域。如前面描述的那样，在所述表面压实之后进行对烧结构件的硬化。在此，所述硬化优选通过渗碳和接着淬火或者烧结硬化和接着淬火或者感应淬火进行。在此可以规定，所述渗碳借助于低压渗碳实施。因此，可以实现以下优点，即，在沿轴向方向非常窄的烧结构件中与其他渗碳方法、如碳氨共渗相比也可以非常有针对性地调节硬化轮廓。亦即在这些烧结构件中也可能获得较软的核心。按照所述方法的另一种实施变型方案，所述淬火可以利用气体实施。通过避免用于淬火的液体，可以避免液体储存到烧结构件中，由此按照所述方法已经有非常清洁的烧结构件可供使用。附图说明为了较好地理解本专利技术，借助后续附图详细解释本专利技术。在简化的示意图中：图1示出模具工具中的用于表面压实的一个局部的剖视图。具体实施方式首先要指出，在不同描述的实施方式中，相同部件设有相同的附图标记或者说相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容能够按意义转用到具有相同的附图标记或者说相同的构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明、例如上、下、侧向等等也参考直接描述的以及示出的附图并且这些位置说明在位置改变时按意义转用到新的位置上。金属的烧结构件、例如齿轮的制造按照粉末冶金的方法(烧结方法)进行。这样的方法由现有技术已经最好地已知，从而对所述方法的基本特点的详细讨论是多余的。为此仅实施这么多，即，所述方法主要包括以下步骤：提供粉末、将所述粉末注入到粉末压机、将所述粉末挤压成生坯、将所述生坯从粉末压机去除、将所述生坯单阶段或多阶段地烧结成烧结构件、将烧结构件再压实并且将所述烧结构件硬化。因此，下面仅详细描述按照本专利技术的方法的重要步骤。对于其余方法步骤参阅有关的现有技术。所述烧结构件由具有作为合金元素的铬的铁基粉末制成。按照一种优选的实施变型方案，所述烧结构件或者说所述粉末具有选自0.1重量百分比至10重量百分比的范围的份额的铬。铁基粉末例如可以具有以下成分：Fe+3％Cr+0.5％Mo+0.5％C亦或者Fe+1.8％Cr+2％Ni+0.5％C。一般地，铁基粉末可以除了铬之外以给出的量份额包含以下组成部分，其中，铁基粉末的份额分别相加为100重量百分比：Fe：90重量百分比至99.9重量百分比C：0重量百分比至1重量百分比Mo：0重量百分比至2重量百分比Ni：0重量百分比至5重量百分比Cu：0重量百分比至5重量百分比对于所使用的粉末可以使用纯元素或中间合金(可能具有母合金)。粉末注入到粉末压机的模具中并且在其中压制、优选同轴压制成所谓的生坯。挤压力例如可以为600MPa至1200MPa之间。在将生坯从粉末压机去除之后，将所述生坯烧结成烧结构件。烧结可以单阶段地进行、例如在900℃至1350℃之间温度中进行，或者两阶段地进行，其中，在第一阶段中，温度可以是800℃至1200℃之间，并且在第二阶段中，温度可以是1100℃至1350℃之间。烧结(在再压实之前)在脱碳的气氛中实施。为此，烧结气氛可以包含至少一种选自如下组的气体，所述组包括氧气、二氧化碳、水蒸汽和由它们构成的混合物。所述至少一种气体的份额在脱碳的气氛中可以为0.1体积百分比至10体积百分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制造烧结构件(2)的方法，所述方法包括以下步骤：‑提供具有铬的铁基粉末；‑将所述粉末注入到粉末压机，‑将所述粉末挤压成生坯，‑将所述生坯从粉末压机去除，‑将所述生坯烧结成烧结构件(2)，‑将所述烧结构件(2)再压实，‑将所述烧结构件(2)硬化，其特征在于，所述烧结在脱碳的气氛中实施，并且为了表面压实使所述烧结构件(2)沿着轴线(3)从模具工具(1)的第一模具开口(6)朝沿着轴线(3)与第一模具开口(6)相对置的第二模具开口(13)的方向运动，其中，所述烧结构件(2)在所述运动期间穿过所述模具工具(1)的多个模具区段(7至11)并且此时将所述烧结构件(2)的表面区域压实，为此，沿挤压方向，相继的所述模具区段(7至11)的内径(17)变小并且各个模具区段(7至11)设置成，使得多个模具区段(7至11)的后续的模具区段(7至11)分别直接连接到对应的沿挤压方向在先的模具区段(7至11)上。

【技术特征摘要】
2018.01.24 AT A50060/20181.用于制造烧结构件(2)的方法，所述方法包括以下步骤：-提供具有铬的铁基粉末；-将所述粉末注入到粉末压机，-将所述粉末挤压成生坯，-将所述生坯从粉末压机去除，-将所述生坯烧结成烧结构件(2)，-将所述烧结构件(2)再压实，-将所述烧结构件(2)硬化，其特征在于，所述烧结在脱碳的气氛中实施，并且为了表面压实使所述烧结构件(2)沿着轴线(3)从模具工具(1)的第一模具开口(6)朝沿着轴线(3)与第一模具开口(6)相对置的第二模具开口(13)的方向运动，其中，所述烧结构件(2)在所述运动期间穿过所述模具工具(1)的多个模具区段(7至11)并且此时将所述烧结构件(2)的表面区域压实，为此，沿挤压方向，相继的所述模具区段(7至11)的内径(17)变小并且各个模具区段(7至11)设置成，使得多个模具区段(7至11)的后续的模具区段(7至11)分别直接连接到对应的沿挤压方向在先的模具区段(7至11)上。2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在脱碳的气氛中包含至少一种选自如下组的气体，所述组包括氧气、二氧化碳、氢气，其中，所述气体的份额为气氛的0.1体积百分比至10体积百分比之间。3.按照权利要求1或2所述的方法，在经烧结的生坯中的碳份额减少最大0.6重量百分比。4.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在具有变小的内径(17)的最后一个模具区段(11)中进行表面压实之后，在直接连接到所述最后一个模具区段(11)上的减压区段(21)中实施对所述烧结构件(2)消除应力，所述减压区段具有与所述模具区段(7至11)的具有变小的内径(17)的直接在这之前构造的所述最后一个模具区段(11)相比较大的内径(22)，其中，将所述烧...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·迪金格尔，M·德拉珀卡，M·海瑟尔，
申请(专利权)人：米巴烧结奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT