VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES STAHLFORMKÖRPERS

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Stahlformkörpers, insbesondere eines Bauteils beispielsweise für Common-Rail-Einspritzventile.

[0002] Stahl-Rohlinge sind mittels schmelzmetallurgischer Verfahren herstellbar. Dabei wird das Ausgangsmaterial im Stahlwerk aus Roheisen über die sog. LD-Route oder aus Schrott über die sog. Elektroofenroute erschmolzen und die gewünschte Zusammensetzung im schmelzflüssigen Zustand eingestellt. Anschließend wird ein derartiger Stahl-Rohling in Stranggussanlagen kontinuierlich zu Vormaterial vergossen, das danach im Walzwerk durch thermomechanisches Walzen mit oder ohne anschließend gezielt erfolgender Wärmebehandlung zu einem Stabstahl ausgewalzt wird, der dann als Ausgangsmaterial für die spanende Fertigung entsprechender Bauteile dient.

[0003] Endabmessungsnahe Fertigungsprozesse, mit denen metallische Bauteile herstellbar sind, sind als pulvermetallurgische Herstellungsverfahren bekannt. Dabei handelt es sich um das Pressen und darauf folgende Sintern von metallischen Pulvern oder auch um das sog. heißisostatische Pressen. Eine Sonderform stellt das sog. Metallpulverspritzgießen MIM ("Metal Injection Molding") dar. Dabei dienen als Ausgangsbasis metallische Pulver, welche entsprechend der gewünschten Zielzusammensetzung vorlegiert sind.

[0004] Aus der EP 1 268 105 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Metallkörpern bekannt. Dabei werden Metallverbindungspartikel mit einem Binder vermischt und zu Formteilen verpresst. Danach wird der Binder entfernt und die Metallverbindung durch Begasen mit reduzierendem Gas bei höheren Temperaturen zu Metall reduziert, wobei die Reduktion bei Temperaturen unterhalb der Sintertemperatur der reduzierten Metallverbindung durchgeführt wird und eine Bindermischung aus einer entfernbaren und einer stabilen Komponente verwendet wird, worauf die entfernbare Komponente herausgelöst wird; anschließend wird der Formkörper in oxidierender Atmosphäre mit einer Temperatur von zwischen 550°C und 950°C beaufschlagt und dadurch der stabile Binderanteil in gasförmige Abbauprodukte überführt und aus der Matrix entfernt, worauf der Formkörper in kohlenstoffhaltiger Atmosphäre vorreduziert und anschließend mit wasserstoffhaltigem Gas nachreduziert wird. Dieser Stand der Technik richtet sich jedoch nicht explizit auf die Herstellung bainitisch ausgebildeter Stahlformkörper mit intrinsisch ausgeprägter Festigkeit.

Vorteile der Erfindung

[0005] Das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch eine vorbestimmte pulverförmige Ausgangszusammensetzung für den Stahl-Formkörper, welche von Eisenoxid, beispielsweise (Fe₃O₂), und der Zumischung von Oxidpartikeln und Mikrolegierungselementen ausgeht, bevorzugt eine bainitische Phase während der nachfolgenden Prozessschritte einstellbar ist. Dadurch wird mittels Pulverspritzgießen ein endabmessungsnahes Verfahren zum Herstellen eines pulvermetallurgischen Stahl-Formkörpers erzielt, welcher Materialeigenschaften aufweist, die jenen eines herkömmlich produzierten hochfesten Stahls entsprechen. Der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte Stahl-Formkörper zeichnet sich ferner dadurch aus, dass er aufgrund seiner chemischen Zusammensetzung so umwandlungsträge ist, dass sich auch bei Abkühlung an Luft ein bainitisches Gefüge mit vorteilhaften mechanischen Eigenschaften ausbildet. Damit korrespondieren eine relativ hohe mechanische bzw. statische Festigkeit im Bereich von etwa 1100 bis 1600 MPa und eine damit einhergehende hohe Duktilität, die sich durch Gleichmaßdehnungen zwischen 10% und 15% manifestiert. Aufgrund dieser Materialeigenschaften eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren für die Fertigung von naturgemäß hochbeanspruchten Bauteilkomponenten insbesondere für Common-Rail-Einspritzventile, jedoch auch für die Fertigung von anderen zyklisch hochbeanspruchten Bauteilen. Vorteilhaft ist ferner der Nachbearbeitungsaufwand, beispielsweise durch Spanen, wegen des endabmessungsnahen Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik kostensenkend reduzierbar.

[0006] Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen.

[0007] Die hinzugefügten Mikrolegierungselemente weisen Aluminium mit einem Gehalt von 0.01 bis 0.04 % und/oder Bor mit einem Gehalt von ≤0.0025% und/oder Vanadium mit einem Gehalt von 0.05 bis 0.20 % auf.

[0008] Erfindungsgemäß weisen die Oxidpartikel der pulverförmigen Zusammensetzung als Elementbestandteile Mangan mit einem Gehalt von 0.8 bis 1.9 %, Silizium mit einem Gehalt von 0.2 bis 1.5 %, Chrom mit einem Gehalt von 0.1 bis 1.2 %, Nickel mit einem Gehalt von 0.2 bis 1.5 % und Molybdän mit einem Gehalt von 0.1 bis 0.5 % auf und bilden zusammen mit der Eisenoxidbasis die Grundzusammensetzung des Ausgangsmaterials, wodurch sich ein bainitisches Gefüge während der anschließenden Prozessschritte erzielen läßt. Nach einer nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Verfahrens kann ein Chromgehalt von bis zu 1,8% gewählt werden.

[0009] Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, dass die Zugabe von Kohlenstoff mittels eines Prozessgases, vorzugsweise durch Kohlenmonoxid erfolgt. Gemäß einer anderen Variante kann die Zugabe von Kohlenstoff durch Zumischen von Graphit und/oder Karbiden erfolgen. Nach einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Zugabe von Kohlenstoff mittels eines kohlenwasserstoffhaltigen Binders erfolgen, wobei in diesem Fall ein nach dem Sintern folgender Prozessschritt zum Entbindern des Formkörpers in das erfindungsgemäße Verfahren eingeschleift wird.

[0010] Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche zu einer Steigerung der intrinsischen Festigkeit des Formkörpers führt, besteht darin, dass der auf Eisenoxid aufbauenden Zusammensetzung karbidbildende Elemente zugemischt werden, wobei die karbidbildenden Elemente Titan mit einem Gehalt von etwa 0.01 bis 0.03 % und/oder Niob mit einem Gehalt von etwa 0.01 bis 0.04 % aufweisen.

[0011] Nach einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden feinstkörnige Oxidkeramikpartikel der pulverförmigen Zusammensetzung zugemischt, wobei die Oxidkeramikpartikel aus einem oder mehreren der Gruppe Zirkonoxid, Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Yttriumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid gebildet werden. Dadurch lässt sich die statische Festigkeit des am Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildeten Formkörpers erhöhen.

Zeichnungen

[0012] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung und in den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Letztere zeigen in schematisch gehaltenen Ansichten:

Fig. 1 ein Diagramm zur Darstellung des Wirkmechanismus des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei der Temperaturverlauf verschiedener Zustandsbereiche gegenüber dem zeitlichen Abkühlverhalten dargestellt ist,

Fig. 2 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Gefüge aus feinstkörnigem Bainit mit geringen Volumenanteilen aus Ferrit und Perlit in stark schematischer Ansicht,

Fig. 3 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Gefüge aus feinstkörnigem Bainit und feinstausgeschiedenen Karbiden in stark schematischer Ansicht, und

Fig. 4 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Gefüge aus feinstkörnigem Bainit und Nichtmetalloxidpartikeln sowie feinstkörnigen Karbiden in stark schematischer Ansicht.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0013] Fig. 1 veranschaulicht das Wirkungsprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines schematisch gehaltenen Zustandsdiagramms 10. Auf dessen Ordinatenachse ist der Temperaturverlauf für die wesentlichen Zustandsbereiche von Stahl gegenüber der auf der Abszissenachse verlaufenden Abkühlzeit aufgetragen. Im oberen Temperaturbereich des Zustandsdiagramms 10 ist der Ferrit-Perlit-Zustandsbereich 11, im mittleren Temperaturbereich der Bainit-Zustandsbereich 12 und im unteren Temperaturbereich ist der Martensit-Zustandsbereich 13 dargestellt. Der Wirkungsmechanismus gemäß der Erfindung besteht nun darin, ausgehend von einer Eisenoxidbasis, beispielsweise Fe₃O₂, durch Zugabe von Metalloxiden wie Nickeloxid oder Molybdänoxid sowie von Metallpulver wie Chrom eine pulverförmige Zusammensetzung zu bilden, bei der beim Sintern die Phasenumwandlung von Austenit zum Ferrit-Perlit-Zustandsbereich 11 unterdrückt oder zumindest zu so langen Abkühlzeiten verschoben wird, dass sich bevorzugt Bainit auch bei langsamen Abkühlgeschwindigkeiten von der Sintertemperatur auf Raumtemperatur ausbildet. Dazu wird durch die Zugabe von Legierungselementen wie Chrom (Cr), Mangan (Mn), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), und zusätzlich von Mikrolegierungselementen wie Titan (Ti), Vanadium (V) und/oder Bor (B) der Bainit-Zustandsbereich 12 sowohl auf der Temperaturachse T als auch auf der Zeitachse t verbreitert, wobei der Ferrit-Perlit-Zustandsbereich 11 aufgrund dieser Zugabe von Legierungselementen im Zustandsdiagramm 10 nach rechts, d.h. zu längeren Abkühlzeiten t hin verschoben wird und der Martensit-Zustandsbereich 13 im Zustandsdiagramm 10 nach unten, d.h. zu tieferen Temperaturen verschoben wird. Dadurch ist es erfindungsgemäß möglich, einen sog. umwandlungsträgen Werkstoff zu erzeugen, der nicht mehr martensitisch, sondern bainitisch ausgebildet ist. Zusätzlich bilden erfindungsgemäß die Mikrolegierungselemente und Aluminium zusammen mit Kohlenstoff und/oder Stickstoff feinste Ausscheidungen, welche das Kornwachstum während des Sinterns behindern und so zu einer feinstkörnigen Struktur führen.

[0014] Die dazu erforderliche Grundzusammensetzung weist ausgehend von einer Eisenoxidbasis einen Mangangehalt von 0.8 bis 1.9 %, einen Siliziumgehalt von 0.2 bis 1.5 %, einen Chromgehalt von 0.1 bis 1.2 %, einen Nickelgehalt von 0.2 bis 1.5 %, und einen Molybdängehalt von 0.1 bis 0.5 % auf.

[0015] Die Metallpulver können als Vorlegierungen wie z.B. Ferromangan oder Ferrotitan zugemischt werden.

[0016] Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei handelt es sich um ein bainitisches Gefüge 100, welches aus Bainit-Körnern 101 und zu geringen Anteilen aus Ferrit/Perlit-Körnern 102 gebildet ist und kleine, feinste Ausscheidungen 103 an den Korngrenzen aufweist. Das Gefüge 100 ist sehr feinstkörnig ausgebildet, wobei die Bainit-Körner 101 eine Bainitnadellänge aufweisen, die deutlich kleiner als 20 µm ist. Ferner weist das bainitische Gefüge 100 eine hohe statische Festigkeit Rm auf, die im Bereich von etwa 1000 bis 1150 MPa liegt. Dazu werden der Grundzusammensetzung zusätzlich noch die Mikrolegierungselemente Aluminium mit einem Gehalt von 0.01 bis 0.04 %, Bor mit einem Gehalt von ≤0.0025% und Vanadium mit einem Gehalt von 0.05 bis 0.20 % zugegeben, wobei die Zugabe durch lediglich ein ausgewähltes Element aus dieser Gruppe oder durch eine Mischung der einzelnen Elemente bewirkt werden kann.

[0017] Zum Erzielen der hohen statischen Festigkeit ist ferner die Zugabe von Kohlenstoff mit Endgehalten von 0.15 bis 0.3 % erforderlich. Das Einbringen des Kohlenstoffs kann entweder über das Prozessgas, z.B. Kohlenmonoxid (CO), erfolgen oder über die Zugabe von Graphit, indem der Grundzusammensetzung Graphit zugemischt wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, reduzierbare Karbide, z.B. SiC, beizumischen, die sich während des Sintervorgangs auflösen, so dass dann freier Kohlenstoff übrig bleibt, der dann mit dem Oxidpulver reagieren kann. Ferner kann der Kohlenstoff-Eintrag über einen Binder erfolgen, der zur Herstellung einer Spritzmasse erforderlich ist und aus einem Harz, also einer Kohlenwasserstoffverbindung gebildet ist.

[0018] Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei handelt es sich um ein vollbainitisches Gefüge 200 aus Bainit-Körnern 201, die Nanokarbide 202, d.h. feinste Karbid- und Karbonitridausscheidungen im Nanometerbereich enthalten. Das Gefüge 200 weist eine statische Festigkeit Rm auf, die von etwa 1100 bis 1600 MPa variiert. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel wird beim zweiten Ausführungsbeispiel eine zusätzliche Festigkeitserhöhung dadurch erzielt, dass eine Zugabe karbidbildender Elemente erfolgt, welche durch Ausbilden feinster Karbidausscheidungen, deren Größe im Bereich von wenigen Nanometern liegt, ansonsten mögliche Versetzungsbewegungen im Metallgitter behindern und somit die Festigkeit erhöhen, ohne die Zähigkeit negativ zu beeinflussen. Als karbidbildende Elemente dienen Titan mit einem Gehalt von 0.01 % und/oder Niob mit einem Gehalt von 0.01 bis 0.04 %, die der Oxidpulvermischung gemäß Ausführungsbeispiel 1 entweder gleichzeitig zusammen oder in Abhängigkeit von der gewünschten Zielfestigkeit auch alleine zugemischt werden. Ferner ist zum Ausbilden der Karbide die Zufuhr von Kohlenstoff und/oder Stickstoff erforderlich. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel die Zufuhr von Kohlenstoff mit einer höheren Konzentration, so dass im Metallgitter ein Kohlenstoff-Überschuß eingestellt wird, der zu einer Gitterverspannung und einer damit korrelierten Ausscheidung in Form von Karbiden als Zweitphase führt. Der Eintrag von Kohlenstoff kann entweder als Prozessgas, durch Zugabe von Graphit oder mittels eines Binders erfolgen. Das - zusätzliche - Einbringen von Stickstoff mit Endgehalten von 0.01 bis 0.03 % kann als Prozessgas, z.B. N₂ oder NH₃, beim Sintern erfolgen, da auch Stickstoff eine Zweitphase im Metallgitter bilden kann.

[0019] Fig. 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei handelt es sich um ein Gefüge 300 aus feinstkörnigem Bainit 301, Karbid- oder Karbonitridausscheidungen 302 sowie Oxidkeramikpartikeln 303. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich die Zugabe von feinstkörnigen Oxidkeramikpartikeln mit einer Größe im Submikrometerbereich. Als Oxidkeramikpartikel sind Zirkonoxid (ZrO₂), Siliziumdioxid (SiO₂). Aluminiumoxid (Al₂O₃), Yttriumoxid (Y₂O₃), Siliziumnitrid (Si₃N₄), Siliziumkarbid (SiC) vorgesehen. Diese Partikel werden der Ausgangsmischung zugegeben und bleiben über die einzelnen Verfahrensschritte erhalten, d.h. diese Verbindungen lösen sich während des Reduktionssinterns nicht in dem Metallgitter, sondern blockieren aufgrund ihrer Größe und Verteilung innerhalb des Gitters eine ansonsten mögliche Versetzungsbewegung im Metallgitter, indem sie eine exogene und thermisch stabile Zweitphase in dem Rohling-Material, d.h. in dem bainitischen Grundgefüge, bilden. Dadurch wird die statische Festigkeit Rm des am Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Rohling-Materials erhöht, ohne dessen Zähigkeit signifikant zu beeinträchtigen.

[0020] Zusammenfassend umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Stahl-Formkörpers bzw. Rohlings, insbesondere eines Bauteils, die Verfahrensschritte des Ausbildens einer auf Eisenoxid basierenden pulverförmigen Zusammensetzung aus Oxidpartikeln und Binder, unter Zugabe von Kohlenstoff und von Mikrolegierungselementen, um ein bainitisches Gefüge einzustellen, des Pressens eines Rohlings, des Erwärmens des Rohlings auf eine isotherme Haltestufe zwischen 450°C und 600°C zum Entbindern, wobei ein kohlenwasserstoffhaltiger Binder entfernt wird, des Erwärmens auf Sintertemperatur zum Reduzieren des durch Pressen erhaltenen Formkörpers, und des Abkühlens des gesinterten Formkörpers auf Raumtemperatur, wobei zum Abkühlen ein vordefinierter Abkühlungs- bzw. Temperaturgradient eingestellt wird. Dadurch wird von den drei wesentlichen Zustandsphasen innerhalb eines Zustandsdiagramms 10, nämlich des Ferrit-Perlit-Zustandsbereichs 11, des Bainit-Zustandsbereichs 12 und des Martensit-Zustandsbereichs 13 bevorzugt die bainitische Zustandsphase in einem mittleren Temperaturbereich ausgebildet, indem der Ferrit-Perlit-Zustandsbereich 11 zu längeren Abkühlzeiten und der Martensit-Zustandsbereich 13 zu tieferen Temperaturen verschoben sind.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Stahl-Formkörpers, insbesondere eines Bauteils beispielsweise für Common-Rail-Einspritzventile, mit folgenden Verfahrensschritten:

- Ausbilden einer auf Eisenoxid basierenden pulverförmigen Zusammensetzung aus festen Oxidpartikeln unter Zugabe von Kohlenstoff und von wenigstens einem Mikrolegierungselement, um ein bainitisches Gefüge einzustellen, wobei die dazu erforderliche Grundzusammensetzung ausgehend von der Eisenoxidbasis einen Mangangehalt von 0.8 bis 1.9 %, einen Siliziumgehalt von 0.2 bis 1.5 %, einen Chromgehalt von 0.1 bis 1.2 %, einen Nickelgehalt von 0.2 bis 1.5 %, und einen Molybdängehalt von 0.1 bis 0.5 % aufweist, wobei die Zugabe von Kohlenstoff mit einem Endgehalt im Bereich zwischen etwa 0.15 bis 0.3 % erfolgt und wobei der auf Eisenoxid aufbauenden pulverförmigen Zusammensetzung Mikrolegierungselemente zugefügt werden, welche Aluminium mit einem Gehalt von 0.01 bis 0.04 %, und/oder Bor mit einem Gehalt von ≤ 0.0025% und/oder Vanadium mit einem Gehalt von 0.05 bis 0.20 % aufweisen,

- Erwärmen der pulverförmigen Zusammensetzung auf Sintertemperatur,

- Reduzieren des durch Sintern erhaltenen Formkörpers, und

- Abkühlen des gesinterten Formkörpers auf Raumtemperatur.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Kohlenstoff mittels eines Prozessgases, vorzugsweise durch Kohlenmonoxid erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Kohlenstoff durch Zumischen von Graphit und/oder Karbiden erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe von Kohlenstoff mittels eines kohlenwasserstoffhaltigen Binders erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der auf Eisenoxid aufbauenden Zusammensetzung karbidbildende Elemente zugemischt werden, wobei die karbidbildenden Elemente Titan mit einem Gehalt von etwa 0.01 bis 0.03 % und/oder Niob mit einem Gehalt von etwa 0.01 bis 0.04 % aufweisen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zusammen mit den karbidbildenden Elementen Kohlenstoff und/oder Stickstoff eingebracht wird/werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Stickstoff mit einem Endgehalt im Bereich von etwa 0.01 bis 0.03% als Prozessgas, vorzugsweise durch N₂ oder NH₃ beim Sintern eingebracht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass feinstkörnige Oxidkeramikpartikel der pulverförmigen Zusammensetzung zugemischt werden, wobei die Oxidkeramikpartikel aus einem oder mehreren der Gruppe Zirkonoxid, Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Yttriumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumkarbid gebildet werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Prozessschritt zum Entbindern des Formkörpers durchgeführt wird.

Claims

1. Method for producing a shaped steel body, more particularly a component for example for common-rail injection valves, comprising the following method steps:

- forming an iron oxide-based powderous composition from solid oxide particles with addition of carbon and of at least one microalloying element in order to set a bainitic microstructure, wherein the base composition required for this purpose, starting from the iron oxide basis, has a manganese content of 0.8 to 1.9 %, a silicon content of 0.2 to 1.5 % a chromium content of 0.1 to 1.2 %, a nickel content of 0.2 to 1.5 %, and a molybdenum content of 0.1 to 0.5 %, where the addition of carbon takes place with a final content in the range between about 0.15 to 0.3 % and wherein the powderous composition based on iron oxide has microalloying elements added to it, including aluminium with an amount of 0.01 to 0.04 %, and/or boron with an amount of ≤ 0.0025 % and/or vanadium with an amount of 0.05 to 0.20 %,

- heating the powderous composition to sintering temperature,

- reducing the shaped body obtained by sintering, and

- cooling the sintered shaped body to room temperature.

2. Method according to Claim 1, characterized in that the addition of carbon takes place by means of a process gas, preferably by carbon monoxide.

3. Method according to Claim 1, characterized in that the addition of carbon takes place by admixing of graphite and/or carbides.

4. Method according to Claim 1, characterized in that the addition of carbon takes place by means of a hydrocarbon-containing binder.

5. Method according to any of Claims 1 to 4, characterized in that the composition based on iron oxide is admixed with carbide-forming elements, wherein the carbide-forming elements include titanium with an amount of about 0.01 to 0.03 % and/or niobium with an amount of about 0.01 to 0.04 %.

6. Method according to Claim 5, characterized in that carbon and/or nitrogen are/is introduced together with the carbide-forming elements.

7. Method according to Claim 6, characterized in that nitrogen is introduced with a final content in the range from about 0.01 to 0.03 % as process gas, preferably by N₂ or NH₃ during the sintering.

8. Method according to any of Claims 1 to 7, characterized in that ultra-fine-grained oxide ceramic particles are admixed to the powderous composition, wherein the oxide ceramic particles are formed from one or more of the group of zirconium oxide, silicon oxide, aluminium oxide, yttrium oxide, silicon nitride and silicon carbide.

9. Method according to any of Claims 4 to 8, characterized in that a process step is carried out for removing binder from the shaped body.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'un corps moulé en acier, notamment d'un composant, par exemple pour des soupapes d'injection à rampe commune, comprenant les étapes de procédé suivantes :

- la formation d'une composition en poudre à base d'oxyde de fer constituée par des particules d'oxydes solides avec ajout de carbone et d'au moins un microélément d'alliage, afin de mettre en place une structure bainitique, la composition de base nécessaire pour cela à partir de la base d'oxyde de fer présentant une teneur en manganèse de 0,8 à 1,9 %, une teneur en silicium de 0,2 à 1,5 %, une teneur en chrome de 0,1 à 1,2 %, une teneur en nickel de 0,2 à 1,5 %, et une teneur en molybdène de 0,1 à 0,5 %, l'ajout de carbone ayant lieu avec une teneur finale dans la plage comprise entre environ 0,15 et 0,3 %, et des microéléments d'alliage, qui comprennent de l'aluminium en une teneur de 0,01 à 0,04 % et/ou du bore en une teneur ≤ 0,0025 % et/ou du vanadium en une teneur de 0,05 à 0,20 %, étant ajoutés à la composition en poudre formée d'oxyde de fer,

- le chauffage de la composition en poudre à la température de frittage,

- la réduction du corps moulé obtenu par frittage, et

- le refroidissement du corps moulé fritté à température ambiante.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ajout de carbone a lieu au moyen d'un gaz de procédé, de préférence par du monoxyde de carbone.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ajout de carbone a lieu par incorporation de graphite et/ou de carbures.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ajout de carbone a lieu au moyen d'un liant contenant des hydrocarbures.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des éléments formant des carbures sont incorporés dans la composition formée d'oxyde de fer, les éléments formant des carbures comprenant du titane en une teneur d'environ 0,01 à 0,03 % et/ou du niobium en une teneur d'environ 0,01 à 0,04 %.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que du carbone et/ou de l'azote sont introduits conjointement avec les éléments formant des carbures.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que de l'azote est introduit en une teneur finale dans la plage allant d'environ 0,01 à 0,03 % en tant que gaz de procédé, de préférence par N₂ ou NH₃ lors du frittage.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que des particules de céramique oxydée à grains ultrafins sont incorporées dans la composition en poudre, les particules de céramique oxydée étant formées par un ou plusieurs éléments du groupe constitué par l'oxyde de zirconium, l'oxyde de silicium, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde d'yttrium, le nitrure de silicium, le carbure de silicium.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce qu'une étape de procédé est réalisée pour le déliantage du corps moulé.

Zeichnung