DE10101471A1 - Process for producing a sintered component with superimposed vibrations during the pressing process - Google Patents
Process for producing a sintered component with superimposed vibrations during the pressing processInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Bauteils aus pulverförmigem Material, insbesonde re aus einem Metallpulver.The invention relates to a method for producing a sintered component made of powdered material, in particular re from a metal powder.
Grundsätzlich ist es bekannt, daß gesinterte Bauteile durch die Verfahrensschritte Einfüllen eines mit Gleitmittel verse henen Pulvers in eine Preßform, Pressen eines Grünlings, Aus stoßen des Grünlings und Sintern desselben, hergestellt wer den.Basically, it is known that sintered components the process steps filling a verse with lubricant hen powder in a mold, pressing a green body, off thrusting the green body and sintering it, whoever made it the.
Das bekannte Verfahren weißt den Nachteil auf, daß die Bau teile keine zufriedenstellende Dichteverteilung aufweisen. Ferner weisen die Bauteile eine relativ hohe Höhenstreuung auf. Nachteilig ist weiterhin, daß das Pulver eine hohen Gleitmittelgehalt aufweisen muß. Beim Pressen wird ein hoher spezifischer Preßdruck benötigt, um Bauteile hoher Dichte zu erzeugen. Die verwendeten Werkzeuge unterliegen bei dem be kannten Verfahren einer großen Belastung und starker Reibung und es sind hohe Ausstoßkräfte notwendig, um den Grünling aus der Matrize auszustoßen.The known method has the disadvantage that the construction parts do not have a satisfactory density distribution. Furthermore, the components have a relatively high variation in height on. Another disadvantage is that the powder has a high Must have lubricant content. When pressing, a high specific pressure required to build high density components produce. The tools used are subject to the be knew procedures of a large load and strong friction and high ejection forces are necessary to get the green body out eject the die.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen das die vorstehend beschriebenen Nachteile vermeidet.The object of the invention is to provide a method avoids the disadvantages described above.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Bauteils aus pulverförmigem Material, insbesondere aus einem Metallpulver, bei dem eine Preßform mit Pulver gefüllt wird, das Pulver in einem Preß vorgang zu einem Grünling gepreßt wird, wobei zumindest zeit weise während des Pressens eine Schwingung dem Preßvorgang überlagert wird, der gepreßte Grünling aus der Preßform aus gestoßen und anschließend gesintert wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich Sinterteile mit einer verbesserten Dichteverteilung im Verhältnis zu den bekannten Herstellungsverfahren zu fertigen, da durch die Überlagerung des Preßvorgangs mit Schwingungen offensichtlich eine gleich mäßigere Verpressung des Pulvers erfolgt. Es hat sich überra schend gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Her stellung von Sinterteilen mit einer geringeren Höhenstreuung ermöglicht.The object is achieved according to the invention by a method for the production of a sintered component from powder Material, in particular from a metal powder, in which a Mold is filled with powder, the powder in a press process is pressed to a green body, at least time as an oscillation during the pressing process is overlaid, the pressed green compact from the mold is knocked and then sintered. By the invention It is possible to use sintered parts with a improved density distribution compared to the known ones Manufacturing process to manufacture because of the overlay the pressing process with vibrations is obviously the same more moderate compression of the powder takes place. It was amazing Schend shown that the process of the invention Positioning of sintered parts with less height variation allows.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das pulverförmige Material mit einem Preßhilfsmittel und/oder Binder versetzt ist und mit oder ohne Werkzeug schmierung verpreßt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren er möglicht es, daß Sinterteile mit einem geringen Gleitmittel gehalt hergestellt werden können, da durch den Einsatz von Schwingungen während des Pressens die Werkzeugreibung redu ziert wird. Ferner ist es durch das erfindungsgemäße Verfah ren möglich, daß die Grünlinge mit einem verringerten spezi fischen Preßdruck hergestellt werden können, so daß kosten günstig Sinterteile mit hoher Dichte auf Pressen mit einer Preßkraft hergestellt werden können, die für die Herstellung von Sinterteilen nach den bekannten Verfahren keine ausrei chende Preßkraft zur Erzielung der geforderten Dichte aufge wiesen hätte. Es ist somit der Einsatz von Betriebsmitteln möglich, die bei gleicher Qualität mit einem geringeren Ener gieeinsatz betrieben werden können. Ein weiterer Vorteil ist, daß durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens die Werkzeug-Belastung und Werkzeugverformung sinkt durch niedri gere Pressenkräfte. Im Verhältnis zu den bekannten Verfahren werden Bauteile mit ähnlich hoher Dichte bei einer Preßkraft erzielt, die ca. 20-25% niedriger ist als bei den bekannten Verfahren. Sinnvoll ist das erfindungsgemäße Verfahren, daß geringere Preßkräfte benötigt, insbesondere zur Herstellung filigraner Werkstücke.In an advantageous embodiment of the invention, that the powdery material with a pressing aid and / or binder is offset and with or without tools lubrication is pressed. The method according to the invention it is possible that sintered parts with a low lubricant content can be produced because of the use of Vibrations during pressing reduce the tool friction is decorated. Furthermore, it is due to the inventive method ren possible that the green compacts with a reduced spec fish pressure can be produced, so that cost inexpensive sintered parts with high density on presses with a Pressing force can be produced for the manufacture none of sintered parts according to the known methods appropriate pressing force to achieve the required density would have pointed. It is the use of resources possible with the same quality with a lower energy can be operated. Another advantage is that by using the method according to the invention Tool load and tool deformation decrease due to low lower press forces. In relation to the known methods components with a similarly high density with a pressing force achieved, which is about 20-25% lower than the known Method. The method according to the invention makes sense that lower pressing forces are required, especially for production filigree workpieces.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Preßhilfsmittel wenigstens ein Polyethylenoxid, ins besondere wenigstens ein Polyethylenglykol enthält. In an expedient embodiment of the invention, that the pressing aid at least one polyethylene oxide, ins especially contains at least one polyethylene glycol.
In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vor gesehen, daß das Preßhilfsmittel in einer Menge von bis zu 5 Gewichts-%, vorzugsweise unter 1 Gewichts-%, bezogen auf den Pulveranteil, in der Mischung enthalten ist. Vorteilhaft ist, daß bei einem Einsatz von einem Preßhilfsmittel mit einem ge ringen Anteil, beispielsweise von 0,3 Gewichts-%, bezogen auf den Pulveranteil, hohe Dichten des Sinterteils erzielbar sind, da höhere Gehalte an Preßhilfsmitteln nur die Fertigung von Sinterteilen mit geringeren Dichten ermöglicht.In a further expedient embodiment of the invention is before seen that the pressing aid in an amount of up to 5 % By weight, preferably less than 1% by weight, based on the Powder content in the mixture. It is advantageous that when using a pressing aid with a ge wrestle share, for example of 0.3% by weight, based on the powder content, high densities of the sintered part can be achieved are, since higher contents of pressing aids only the production of sintered parts with lower densities.
Die Verwendung von Preßhilfsmitteln, die zumindest Anteile aus der Familie der Polyalkylenoxide, insbesondere der Po lyalkylenglykole, vorzugsweise der Polyethylenoxide, insbe sondere in Form von Polyethylenglykolen enthalten, hat über raschend gezeigt, daß zur Erzielung hoher Dichten und hoher Grünfestigkeiten sehr viel geringere Preßdrücke als bei ande ren Preßhilfsmitteln aufzuwenden sind und daß auch die zum Ausstoßen bzw. Freilegen des gepreßten Formteils aus der Preßform notwendigen Kräfte deutlich verringert sind. Eines besonderen Binders in der Pulvermischung bedarf es nicht, da schon aufgrund der "Schmierung" der sich beim Preßvorgang re lativ zueinander bewegenden Pulverteilchen bereits neben ei ner hohen Dichte auch eine hohe Festigkeit des Grünlings durch die sehr viel höhere "Packungsdichte" der Pulverteil chen und damit eine Erhöhung von direkten Kontakten zwischen den Metallteilchen im Pulver erzielt werden kann. Eine hohe Grünfestigkeit ist immer dann wünschenswert, wenn der Grün ling vor dem Sintern noch einer Bearbeitung unterzogen werden soll.The use of pressing aids that have at least proportions from the family of polyalkylene oxides, especially the Po lyalkylene glycols, preferably the polyethylene oxides, in particular contain special in the form of polyethylene glycols, has over surprisingly shown that to achieve high densities and high Green strengths much lower compression pressures than others Ren pressing aids are to be used and that also for Ejecting or exposing the pressed molding from the Pressing forces necessary are significantly reduced. One no special binder in the powder mixture is required because already because of the "lubrication" of the re pressing powder particles moving relative to each other already next to egg high density of the green compact due to the much higher "packing density" of the powder part and thus an increase in direct contacts between the metal particles in the powder can be obtained. A high Green strength is always desirable when the green processing before sintering should.
Ein besonderer Vorteil der aus der Familie der Polyethylen oxide ausgewählten Preßhilfsmittel, insbesondere wenn sie in Form von Polyethylenglykolen eingesetzt werden, besteht dar in, daß durch eine entsprechende Auswahl des Molekulargewich tes Einfluß auf die Preßparameter genommen werden kann, und zwar sowohl hinsichtlich des Fließverhaltens beim Mischen und beim Füllen der Form, als auch hinsichtlich des Erweichungspunktes und damit der Temperaturführung und des Materialflus ses beim Preßvorgang. Hierbei ist insbesondere vorteilhaft, wenn das erfindungsgemäß vorgeschlagene Preßhilfsmittel mit seinem Erweichungspunkt zwischen 40°C und 80°C liegt, so daß beispielsweise in der Serienfertigung die sich beim fortlau fenden Pressen einstellende Werkzeugtemperatur in der Regel ausreicht, um ein einwandfreies "Fließen" der Pulvermischung beim Einfüllen in die Preßform als auch beim Pressen zu be wirken. Dementsprechend läßt sich das mit dem Preßhilfsmittel versetzte Metallpulver mit Raumtemperatur in die Preßform einzufüllen. Insbesondere in der Serienfertigung kann es zweckmäßig sein, das Preßwerkzeug entsprechend zu beheizen, um etwaige Unterbrechungen des Serienlaufs aufzufangen. Zweckmäßig ist eine geregelte Beheizung der Preßwerkzeuge auf etwa 55°C, so daß sowohl die Aufheizung durch die Reibungs wärme als auch Abkühlungen durch Arbeitsunterbrechungen be rücksichtigt werden und so konstante Preßbedingungen vorgeb bar sind. Hierdurch wird die Handhabung des Metallpulvers er heblich vereinfacht, insbesondere das Füllverfahren, da mit "kaltem" Pulver, also mit Pulver mit Raumtemperatur gearbei tet werden kann. Anbackungen, Klumpenbildung oder dergl. kön nen nicht auftreten, da die Erwärmung des mit dem Preßhilfs mittel versetzten Metallpulvers erst in der Preßform erfolgt. Bei extrem großvolumigen Teilen kann eine zusätzliche Pulver vorwärmung zweckmäßig sein.A particular advantage of the polyethylene family oxide selected pressing aids, especially if they are in Form of polyethylene glycols is used in that by appropriate selection of molecular weight influence on the pressing parameters can be exerted, and both with regard to the flow behavior when mixing and when filling the form, as well as with regard to the softening point and thus the temperature control and the material flow ses during the pressing process. It is particularly advantageous here if the proposed pressing aid according to the invention its softening point is between 40 ° C and 80 ° C, so that For example, in series production, which is still in progress As a rule, the press temperature setting presses is sufficient to ensure that the powder mixture flows properly when filling into the mold as well as when pressing Act. Accordingly, this can be done with the pressing aid added metal powder to the mold at room temperature fill. In series production in particular, it can be appropriate to heat the press tool accordingly, to compensate for any interruptions in the series run. Controlled heating of the pressing tools is expedient about 55 ° C, so that both the heating by the friction heat as well as cooling down due to work breaks are taken into account and so specified constant pressing conditions are cash. This will handle the metal powder considerably simplified, especially the filling process, since with "cold" powder, that means working with powder at room temperature can be tet. Caking, lump formation or the like NEN do not occur because the heating of the pressing aid medium-offset metal powder only takes place in the press mold. In the case of extremely large-volume parts, an additional powder can be used preheating may be appropriate.
Der weitere Vorteil der niederigen Erweichungstemperatur be steht darin, daß unmittelbar nach dem Einfüllen zunächst ein mal die Preßhilfsmittelanteile in den mit den aufgewärmten Formwandungen in Kontakt stehenden Metallpulvermengen ihre Erweichungstemperatur erhalten, so daß beim anschließenden Preßvorgang die an den Werkzeugwandungen auftretenden Rela tivbewegungen zwischen Pulverfüllung und Preßwerkzeug bereits "geschmiert" erfolgen und so die Reibung in diesen Bereichen herabgesetzt wird. Bei der anschließenden vollständigen Druckbeaufschlagung wird die gesamte Pulverfüllung infolge des Preßdruckes über der Erweichungspunkt hinaus erwärmt, so daß auch die internen, infolge der durch die Teilchengeometrie des Metallpulvers bedingten relativ großen Relativbewe gungen in der Metallpulverfüllung durch die Wirkung des schmierenden Preßhilfsmittels erleichtert werden. Infolge der Verformung der Pulverteilchen und der dadurch bewirkten Erhö hung der Packungsdichte wird zudem ein Teil des dann in fließfähigem Zustand vorliegenden Preßhilfsmittels in den Randbereich verdrängt, so daß sich auch beim Ausstoßen des fertigen Grünlings eine erhebliche Reduzierung der Reibung zwischen dem Grünling und der Wandung der Preßmatrize ergibt. Die Erweichungstemperatur des Preßhilfsmittels muß also so eingestellt werden, daß unter Berücksichtigung der Ar beitstemperatur beim Preßvorgang die Außenflächen des Grün lings durch das Preßhilfsmittel nicht "angefeuchtet" werden, um ein Anhaften von losen Pulverteilchen zu vermeiden.The further advantage of the low softening temperature be is that immediately after filling in times the pressing aids in the with the warmed up Form walls of metal powder in contact with their Obtain softening temperature, so that the subsequent Pressing the rela occurring on the tool walls tiv movements between powder filling and pressing tool already "lubricated" and so the friction in these areas is reduced. At the subsequent full Pressurization will result in the entire powder filling the pressing pressure heated above the softening point, so that also the internal, as a result of the particle geometry of the metal powder caused relatively large relative weights conditions in the metal powder filling by the effect of lubricating pressing aid can be facilitated. As a result of Deformation of the powder particles and the resulting increase The packing density also becomes part of the flowable state existing pressing aid in the Edge area displaced, so that even when ejecting the green bodies produce a significant reduction in friction between the green body and the wall of the press die. The softening temperature of the pressing aid must be so be set that taking into account the Ar the outer surface of the green during the pressing process are not "moistened" by the pressing aid, to prevent loose powder particles from sticking.
Auch bei niedrigem Molekulargewicht ergeben sich keine Nach teile beim Mischen mit dem Metallpulver. Durch die Wahl des Preßhilfsmittels und/oder einer Mischung von Preßhilfsmitteln mit entsprechendem Molekulargewicht kann auf den Mischvorgang beim Einmischen in das Metallpulver und den Erweichungspunkt in gewissen Grenzen Einfluß genommen werden. Überraschend hat sich herausgestellt, daß Polyethylenoxide auch bei sehr nied rigen Molekulargewichten sich zum einen auch in geringeren Gewichtsanteilen mit Metallpulvern gleichmäßig mischen lassen und zum anderen ein gutes "Fließen" der Pulvermischung beim Füllen der Preßform und beim Verdichten erzielt wird.Even with a low molecular weight there are no after effects parts when mixing with the metal powder. By choosing the Pressing aids and / or a mixture of pressing aids with appropriate molecular weight can affect the mixing process when mixing into the metal powder and the softening point be influenced within certain limits. Surprisingly it turned out that polyethylene oxides even at very low Molecular weights are also lower in one Allow parts of the weight to mix evenly with metal powders and on the other hand a good "flow" of the powder mixture during Filling the die and compacting is achieved.
Das Einmischen des Preßhilfsmittels in das Metallpulver kann "kalt", d. h. bei Raumtemperatur erfolgen. Besonders zweckmä ßig ist das warme Mischen des Preßhilfsmittels mit dem Me tallpulver, beispielsweise in einem beheizten Trommelmischer mit anschließender Kühlung bei gleichzeitiger Agitation, wo bei die Temperatur des Mischers zunächst etwas höher als die für das Preßverfahren vorgesehene Erweichungstemperatur ein gestellt wird. Die Mischtemperatur beträgt zweckmäßig 50- 100°C, vorzugsweise 85°C. Nach der Abkühlung steht dann eine rieselfähige Pulvermischung zur Verfügung, die eine gute Handhabbarkeit bei der Formfüllung gewährleistet. The pressing aid can be mixed into the metal powder "cold", i.e. H. at room temperature. Particularly useful Warm mixing of the pressing aid with the me is ßig tall powder, for example in a heated drum mixer with subsequent cooling while agitation, where the temperature of the mixer is initially somewhat higher than that intended softening temperature for the pressing process is provided. The mixing temperature is suitably 50- 100 ° C, preferably 85 ° C. After cooling, there is one free flowing powder mix available which is a good one Manageability guaranteed when filling the mold.
Bei flüssiger Konsistenz des Preßhilfsmittels ist es möglich, das Preßhilfsmittel noch über eine zusätzliches Lösungsmittel in seiner Viskosität zu reduzieren, so daß die Pulverteilchen in einem der Sprühtrocknung vergleichbaren Verfahren mit dem Preßhilfsmittel noch dünner beschichtet werden können. Als Lösungsmittel eignen sich besonders Alkohole, wie Ethanol, Isopropanol oder Benzylalkohol, die nach dem Sprühen schnell verdampfen, so daß das gewonnene, mit dem Preßhilfsmittel versetzte Pulver "trocken" ist und die geforderte Riesel- bzw. Fließfähigkeit beim Einfüllen in die Preßform erhalten bleibt.If the pressing aid has a liquid consistency, it is possible to the pressing aid still has an additional solvent reduce in its viscosity so that the powder particles in a process comparable to spray drying with the Pressing aids can be coated even thinner. As Solvents are particularly suitable for alcohols, such as ethanol, Isopropanol or benzyl alcohol, which after spraying quickly evaporate so that the obtained with the pressing aid staggered powder is "dry" and the required flow or flowability when filling into the mold remains.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Preßhilfsmittel in einer Menge von bis zu 5 Ge wichts-%, bezogen auf den Metallpulveranteil, in der Mischung enthalten ist. Hierbei wird mit Vorteil ausgenutzt, daß die Dichte des erfindungsgemäßen Preßhilfsmittels höher als die Dichte herkömmlicher Preßhilfsmittel ist und somit bei glei chem Gewichtsanteil eine geringere Raumfüllung seitens des Preßhilfsmittels und demzufolge eine höhere Raumfüllung durch das verdichtete Metallpulver eingestellt wird. Zweckmäßig ist ein Anteil an Preßhilfsmittel von höchstens 1 Gewichts-% be zogen auf das Metallpulver.In an advantageous embodiment of the invention, that the pressing aid in an amount of up to 5 Ge % by weight, based on the metal powder content, in the mixture is included. This is used to advantage that the Density of the pressing aid according to the invention higher than that Density of conventional pressing aids and is therefore the same chem weight fraction a smaller space filling on the part of the Pressing aid and consequently a higher space filling the compacted metal powder is adjusted. Is expedient a proportion of pressing aids of at most 1% by weight pulled on the metal powder.
Das Preßhilfsmittel in Form von Polyalkylenglykolen, insbe sondere in Form von Polyethylenglykolen, wird so ausgewählt, daß es einen Erweichungspunkt zwischen 40° und 80°C aufweist. Als vorteilhaft hat sich hierbei die Verwendung von Polyethy lenglykolen mit Molekulargewichten zwischen 100 g/mol und 6500 g/mol, bevorzugt 3000 bis 6000 g/mol, herausgestellt. Zweckmäßig sind hierbei auch Mischungen von Polyethylenglyko len mit unterschiedlichen Molakulargewichten, die jedoch in der Mischung dann in etwa dem vorstehenden Gesamtmolekulage wicht entsprechen. The pressing aid in the form of polyalkylene glycols, in particular especially in the form of polyethylene glycols, is selected that it has a softening point between 40 ° and 80 ° C. The use of polyethylene has proven advantageous here lenglycols with molecular weights between 100 g / mol and 6500 g / mol, preferably 3000 to 6000 g / mol, highlighted. Mixtures of polyethylene glycol are also useful here len with different molecular weights, which, however, in the mixture then has approximately the above total molecular position correspond to importance.
Die Hydroxylzahl des Preßhilfsmittels kann zwischen 500 bis 700 liegen, während die Dichte zwischen 0,9 bis 1,25 g/cm3 liegen kann.The hydroxyl number of the pressing aid can be between 500 and 700, while the density can be between 0.9 and 1.25 g / cm 3 .
Durch die Mischung von Polyethylenglykolen mit unterschiedli chen Molekulargewicht läßt sich gezielt ein Preßhilfsmittel darstellen, das hinsichtlich Mischungseigenschaften, Erwei chungspunkt und Schmiereigenschaften genau auf das verwendete Verdichtungsverfahren abgestimmt werden kann.By mixing polyethylene glycols with different Chen molecular weight can be a pressing aid represent that in terms of mixing properties, expansion point and lubrication properties exactly to the used Compaction process can be coordinated.
Das hier vorgeschlagen Preßhilfsmittel kann mit der nachste
hend angegebenen Summenformel charakterisiert werden:
The pressing aid proposed here can be characterized using the empirical formula given below:
H-[-O-CH2-CH2-]n-OHH - [- O-CH 2 -CH 2 -] n -OH
Die mit dem hier angegebenen Preßhilfsmittel zu erzielenden Erhöhungen der Preßdichten erfolgen nicht vorrangig über eine temperaturabhängige Änderung der physikalischen Eigenschaften des metallischen Pulvers, sondern im wesentlichen über eine Verbesserung des Schmierverhaltens im zu verdichtenden Pulver selbst, insbesondere aber zwischen der Matrizenwand und der Pulverfüllung bei einer entsprechenden Temperaturführung an den Preßwerkzeugen. Ein weiterer Vorteil des hier vorgeschla genen Preßhilfsmittels besteht darin, daß es vor dem Sintern thermisch einfacher zu eliminieren ist, beispielsweise über Diffusionsvorgänge, Entweichen über Kapillarkräfte, Sublimie ren, Verdampfen oder ähnliches. Hierbei zeichnet sich das er findungsgemäße Preßhilfsmittel auch durch eine umweltverträg liche Entsorgungsmöglichkeit aus, da es über eine Pyrolyse in Wasserdampf und Kohlendioxid zerlegt werden kann.To be achieved with the pressing aid specified here Increases in the press densities do not take place primarily via a temperature-dependent change in physical properties of the metallic powder, but essentially about one Improvement of the lubrication behavior in the powder to be compacted itself, but especially between the die wall and the Powder filling with an appropriate temperature control the pressing tools. Another advantage of the proposed here Genen pressing aid is that it is before sintering is easier to eliminate thermally, for example via Diffusion processes, escape via capillary forces, sublimation vaporizing or the like. Here he stands out inventive pressing aids also through an environmentally compatible Liche disposal option, as it is a pyrolysis in Water vapor and carbon dioxide can be broken down.
Überraschend hat sich gezeigt, daß als Preßhilfsmittel eine Mischung eines herkömmlichen Amidwachses, das als ein sehr hartes sprödes Pulver vorliegt, auch mit einem Polyethy lenglykol mit einem Molekulargewicht von über 7000 g/mol her vorragende Verdichtungsergebnisse und eine gute Ausstoßbar keit des Grünlings aus der Preßform ergibt. Ein "Nässen" auf den Außenflächen wird hierbei sicher vermieden. Der Anteil von Polyethylenglykol in der Preßhilfsmittelmischung kann hierbei deutlich unter 40% liegen. Als Amidwachs kann hier Ethylenpisstearoylamid verwendet werden.Surprisingly, it has been shown that as a pressing aid Mixture of a conventional amide wax, which as a very hard, brittle powder is present, even with a polyethylene lenglycol with a molecular weight of over 7000 g / mol excellent compaction results and good ejection speed of the green body results from the mold. A "wetting" on the outer surfaces will be avoided. The amount of polyethylene glycol in the molding aid mixture here are well below 40%. As an amide wax, here Ethylene pissearoylamide can be used.
Als Schmiermittel zur Verminderung der Reibung zwischen Ma trizenwand und Pulverpartikeln einerseits sowie zwischen Pul verpartikeln andererseits wurden bisher Metallstearate, ins besondere Lithium- oder Zinkstearate sowie Paraffine, Wachse, natürliche oder synthetische Fettderivate verwendet. Bei neueren Entwicklungen werden vielkomponentige hochtemperatur resistente (d. h. hier ca. 130°C) Schmiermittel verwendet, die somit eine Reduzierung der Streckgrenze des zu verpressenden Metalls bewirken und folglich zu höheren Preßdichten führen.As a lubricant to reduce the friction between Ma trice wall and powder particles on the one hand and between pul on the other hand, metal stearates, ins special lithium or zinc stearates as well as paraffins, waxes, natural or synthetic fat derivatives used. at Recent developments are becoming multi-component high temperatures resistant (i.e. here approx. 130 ° C) lubricants, which thus a reduction in the yield strength of the material to be pressed Cause metal and consequently lead to higher compression densities.
Der besondere Vorteil der Erfindung besteht in der Kombinati on des Einsatzes des vorstehend beschriebenen Preßhilfsmit tels zu einem Metallpulver und der Verpressung dieser Mi schung mit der zusätzlichen Überlagerung von Schwingungen während des Preßvorgangs.The particular advantage of the invention is the Kombinati on the use of the pressing aid described above to a metal powder and the compression of this Mi with the additional superposition of vibrations during the pressing process.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch eine verbes serte Tribologie zwischen Pulver und Werkzeug, insbesondere erfolgt durch den Einsatz von Schwingungen während des Pres sens eine Reduzierung des beim Pressen unerwünschten "Stick/Slip-Effekts".The method according to the invention also enables verbes Serte tribology between powder and tool, in particular takes place through the use of vibrations during the pres sens a reduction of the undesirable in pressing "Stick / slip effect".
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß während des Pressens in wenigstens einen Preßstempel, vorzugsweise den Unter- und/oder Oberstempel, eine Schwingung eingeleitet wird. Es ist auch möglich, daß unterschiedliche Schwingungen auf unterschiedliche Werkzeugteile aufgebracht werden. Beispielsweise können auf geteilte Stempel unter schiedliche Schwingungen zur Erzielung eines Sinterteils mit gleichmäßiger Dichte aufgebracht werden. Verschiedene Berei che des Sinterteils können durch geteilte Stempel und unter schiedliche Schwingungen örtlich unterschiedlich Eigenschaf ten gefertigt werden. In an advantageous embodiment of the invention, that during the pressing into at least one ram, preferably the lower and / or upper stamp, a vibration is initiated. It is also possible that different Vibrations applied to different tool parts become. For example, on shared stamps below different vibrations to achieve a sintered part uniform density can be applied. Different areas che of the sintered part can by divided stamp and under different vibrations locally different properties be manufactured.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß während des Pressens in die Matrize eine Schwingung eingeleitet wird. Bei gleicher Dichte des Sinter teils im Verhältnis zu einem nach den bekannten Verfahren hergestellten Sinterteils der Springback reduziert.In a further advantageous embodiment of the invention provided that during the pressing into the die Vibration is initiated. With the same density of the sinter partly in relation to one according to the known methods produced sintered part of the Springback reduced.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgeshen, daß die Schwingungen während des Pressens und/oder des sich an das Sintern anschließende Kalibrieren eingeleitet werden. Hierdurch wird gewährleistet, daß die vorstehend beschriebe nen Vorteile der verbesserten Dichteverteilung, des verrin gerten spezifischen Kalibrierdrucks, der geringeren Werkzeu greibung, der geringeren Werkzeugbelastung und der Nutzung von Pressen mit geringerer Preßkraft auch vorteilhaft für den Kalibriervorgang genutzt werden kann. Es können Sinterteile mit höheren Dichten bei geringerem Druck hergestellt werden, wobei auch kostengünstigere Pulver eingesetzt werden können. Grünlinge mit einer homogenen Dichteverteilung haben außerdem den Vorteil, daß beim Sintern weniger Verzug des Bauteils auftritt.In an expedient embodiment of the invention, that the vibrations during pressing and / or the calibration following the sintering can be initiated. This ensures that the above described advantages of the improved density distribution, the reduced specific calibration pressure, the lower tools friction, the lower tool load and the use of presses with lower press force also advantageous for the Calibration process can be used. There can be sintered parts be made with higher densities at lower pressure, cheaper powders can also be used. Green bodies with a homogeneous density distribution also have the advantage that less distortion of the component during sintering occurs.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Frequenz und/oder Zeit und/oder Energie der Schwin gungen über den zeitlichen Verlauf des Preß- und/oder Kali briervorgangs verändert werden. Dadurch, daß die Frequenz und/oder Zeit und/oder Energie der Schwingungen über den zeitlichen Verlauf des Preß- und/oder Kalibriervorgangs ver ändert werden, ist es möglich die Bauteileigenschaften des Sinterteils zu optimieren.In an advantageous embodiment of the invention, that the frequency and / or time and / or energy of the Schwin conditions over the course of time of the pressing and / or potash be changed. Because the frequency and / or time and / or energy of the vibrations over the time course of the pressing and / or calibration process ver be changed, it is possible to change the component properties of the Optimize the sintered part.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schwingungen nicht geregelt werden. Hierdurch wird ein kostengünstiges erfindungsgemäßes Verfahren angegeben, da eine aufwendige Regelung der Parameter in Abhängigkeit von Ist- und Sollgrößen entfällt. In Abhängigkeit von dem Anwen dungsfall ist ein Herstellungsverfahren bei dem ungeregelte Schwingungen eingesetzt werden ausreichend, um die gewünsch ten Bauteileigenschaften zu erzielen. In an expedient embodiment of the invention, that the vibrations are not regulated. This will specified an inexpensive method according to the invention because a complex regulation of the parameters depending on Actual and target values are omitted. Depending on the user Use case is a manufacturing process in the unregulated Vibrations are used sufficiently to achieve the desired to achieve component properties.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schwingungen geregelt werden. Beispielsweise können die Zeit, Energie und Frequenz der Schwingungen geregelt wer den, die formenden Werkzeugteile, insbesondere die verdich tenden Werkzeugteile aufgebracht werden. Eine Kombination der Regelgrößen Zeit, Energie und Frequenz ist zur Erzielung op timaler Ergebnisse möglich. Die Regelung einer oder mehrerer Regelgrößen kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Bau teilhöhe, dem Gewicht, dem Druck, der Dichte, der Dichtever teilung und der Rissanfälligkeit des Bauteils erfolgen. Es sind durch das erfindungsgemäße Verfahren Rissbeinflussungen ohne Änderung der Verdichtungsparameter (Druck, Bewegungsab lauf, Relativbewegungen zwischen Werkzeugteilen, und den Schwingungs-(Vibrations-)parametern: wie, Energie, Frequenz, Zeit (Dauer, Zeitpunkt) möglich. Risse durch Überpressung und elastische Verformung werden aufgrund der geringeren notwen digen Preßkraft vermieden. Die Dichteverteilung kann ggf. auch partiell geregelt werden.In an advantageous embodiment of the invention, that the vibrations are regulated. For example the time, energy and frequency of the vibrations are regulated the, the forming tool parts, especially the compact tendency tool parts are applied. A combination of the Control variables time, energy and frequency is op possible results. The regulation of one or more Control variables can, for example, depend on the construction part height, weight, pressure, density, density ver division and the susceptibility to cracking of the component. It are crack leg influences by the inventive method without changing the compression parameters (pressure, motion dev run, relative movements between tool parts, and the Vibration (vibration) parameters: such as, energy, frequency, Time (duration, time) possible. Cracks caused by overpressing and Elastic deformation is necessary due to the lower avoided pressing force. The density distribution can can also be partially regulated.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Preßform Schwingungen an örtlich un terschiedlichen Einleitungspunkten eingeleitet werden.In a further advantageous embodiment of the invention provided that vibrations in the mold at locally un different introductory points.
In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß während des Pressens eine Schwingung mit einer niedrigen Frequenz in einem Bereich von 20 Hz bis 150 Hz, vorzugsweise eine Frequenz von 30 Hz bis 100 Hz eingeleitet wird.In an expedient embodiment of the invention, that during the pressing a vibration with a low one Frequency in a range from 20 Hz to 150 Hz, preferably a frequency of 30 Hz to 100 Hz is initiated.
In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vor gesehen, daß während des Pressens eine Schwingung mit einer hohen Frequenz in einem Bereich von 150 Hz bis 1 kHz, vor zugsweise eine Frequenz von 200 Hz bis 300 Hz eingeleitet wird.In a further expedient embodiment of the invention is before seen that during the pressing a vibration with a high frequency in a range from 150 Hz to 1 kHz preferably a frequency of 200 Hz to 300 Hz is initiated becomes.
In weiterer zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vor gesehen, daß während des Pressens eine Schwingung mit einer hohen Frequenz in einem Bereich von 1 kHz bis 20 kHz, vor zugsweise eine Frequenz von 2 kHz bis 5 kHz eingeleitet wird.In a further expedient embodiment of the invention is before seen that during the pressing a vibration with a high frequency in a range from 1 kHz to 20 kHz preferably a frequency of 2 kHz to 5 kHz is initiated.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schwingungen elektrisch, hydraulisch, mechanisch und/oder pneumatisch erzeugt werden. Die Schwingungen können auf die entsprechenden Werkzeugteile geregelt und/oder unge regelt übertragen werden, wobei die Erzeugung der Schwingun gen mit externen Antrieben und Steuerungen sowie auch mit den maschinenseitig vorhandenen Antrieben und Steuerungen erfol gen kann.In an advantageous embodiment of the invention, that the vibrations are electrical, hydraulic, mechanical and / or generated pneumatically. The vibrations can regulated to the corresponding tool parts and / or unsung regulates are transmitted, the generation of the oscillation with external drives and controls as well as with the Drives and controls on the machine side are successful can.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß Verfahren zur Herstellung von vorzugsweise Bauteilen mit einer Dichte < 7,1 mit erhöh ten Festigkeiten für erhöhte statische und dynamische Bela stung und besseres Verschleißverhalten, insbesondere von Bau teilen wie Pleuel, Zahnräder, Stoßdämpferkolben, Getriebe und Antriebselementen, Kurven, Nocken für Nockenwellen sowie all gemeine Bauteile zur Kraftübertragung einzusetzen. Es hat sich überraschend herausgestellt, daß durch das erfindungsge mäße Verfahren die notwendige Umformarbeit in kleinere Ener gieimpulse zerlegt bzw. mit diesen kombiniert wird. Hier durch sind höhere Dichten mit verringertem spezifischen Druck herstellbar. Daraus ergibt sich, daß kleinerer Maschinen mit geringeren Preßkräften eingesetzt werden können, um Sinter teile mit einer hohen Dichte und homogenen Dichteverteilung herzustellen. Durch das Vibrieren während des Pressens die Reibung reduziert. Ferner orientieren sich die Pulverkörner durch das Vibrieren, so daß eine bessere Fülldichte erzielt wird.According to the invention it is provided that methods of manufacture of preferably components with a density <7.1 with increased strengths for increased static and dynamic loads stung and better wear behavior, especially of construction parts such as connecting rods, gears, shock absorber pistons, gears and Drive elements, curves, cams for camshafts and all to use common components for power transmission. It has surprisingly turned out that by the fiction the necessary forming work into smaller energy energy impulses are disassembled or combined with them. here through are higher densities with reduced specific pressure produced. It follows that smaller machines with lower pressing forces can be used to sinter parts with a high density and homogeneous density distribution manufacture. By vibrating during pressing Reduced friction. The powder grains are also oriented by vibrating so that a better filling density is achieved becomes.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können Sinterteile her gestellt werden, die geringere Toleranzen aufweisen als Sin terteile, die nach den bekannten Verfahren hergestellt wer den. Es ist somit beispielsweise möglich das Verfahren zur Herstellung eines Sinterteils mit kleinen Toleranzen zu redu zieren auf die Verfahrensschritte Pulvermischung, Pressen und abschließendes Sintern. Der sich an das Sintern bisher anschließende Verfahrensschritt des Kalibrierens kann ggf. ent fallen, da durch das erfindungsgemäße Verfahren Bauteile mit engen Toleranzen gefertigt werden können. Ferner ergibt sich beim Pressen durch die überlagerten Schwingungen ein besserer Pulvertransfer, so daß beispielsweise Hinterschneidungen bes ser hergestellt werden können.Sintered parts can be produced by the method according to the invention are made that have smaller tolerances than Sin terteile who are made by the known methods the. The method for Production of a sintered part with small tolerances to redu grace the process steps of powder mixing, pressing and final sintering. The one that followed sintering The calibration step may ent fall because with the inventive method components tight tolerances can be manufactured. It also follows a better one when pressing due to the superimposed vibrations Powder transfer, so that for example undercuts bes can be produced.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen eine Vorrichtung zur Herstellung gesinterter Bau teile nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu schaffen, be stehend aus einer Preßvorrichtung mit mindestens einem beweg lichen Stempel und einer Matrize, wobei die Stempel und/oder die Matrize mit Schwingungserregern in Verbindung stehen.In a further advantageous embodiment of the invention provided a device for producing sintered structure to create parts by the inventive method, be standing from a pressing device with at least one moving union stamp and a die, the stamp and / or the matrix is connected to vibration exciters.
Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen näher er läutert. Es zeigen:The invention is based on schematic drawings he purifies. Show it:
Fig. 1 das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung im Füllzustand, Fig. 1 and the method according to the invention, the apparatus in the filling state,
Fig. 2 das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung im Presszustand, Fig. 2 as well as the method according to the invention the apparatus is in pressed state,
Fig. 3 das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung im Freilegungszustand, Fig. 3 as well as the method according to the invention, the apparatus in the exposure condition,
Fig. 4 ein Diagramm mit der erzielbaren Dichte nach dem Stand der Technik und dem erfindungsgemäßen Verfahren Fig. 4 is a diagram with the achievable density according to the prior art and the inventive method
Fig. 5 ein Diagramm mit der Matrizenkraft nach dem Stand der Technik und dem erfindungsgemäßen Verfahren Fig. 5 is a diagram with the Matrizenkraft according to the prior art and the inventive method
Fig. 6 ein Diagramm mit der Unterstempelkraft nach dem Stand der Technik und dem erfindungsgemäßen Verfahren Fig. 6 is a diagram with the lower punch force according to the prior art and the inventive method
In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Verfahren sowie die ver wendete Vorrichtung im Schnitt dargestellt, wobei der Füllzu stand dargestellt ist. Im Füllzustand wird mit einem Preß hilfsmittel versehenes Metallpulver in eine Preßform 1 ge füllt. Die Preßform 1 wird begrenzt durch die Matrize 2, den geteilten Unterstempel 3, 4, den Oberstempel 5 und den Dorn 6. Die Unterstempel 3, 4 und der Oberstempel 5 befinden sich jeweils in der Öffnungsstellung.In Fig. 1, the inventive method and the device used ver is shown in section, the Füllzu state is shown. In the filling state, metal powder provided with a press is filled into a die 1 . The mold 1 is limited by the die 2 , the divided lower punch 3 , 4 , the upper punch 5 and the mandrel 6 . The lower stamps 3 , 4 and the upper stamp 5 are each in the open position.
Der Oberstempel 5 steht mit einem Oberstempelvibrator 7 in Verbindung, der mit einer Kopfplatte 8 verbunden ist. Die Un terstempel 3, 4 stehen mit Unterstempelvibratoren 9, 10 in Verbindung, die mit einer Grundplatte 11 verbunden sind. Der Dorn 6 steht mit dem Dornvibrator 12 in Verbindung, der mit einer Platte 13 verbunden ist. Die Matrize 2 weißt einen Ma trizenvibrator 14 auf.The upper punch 5 is connected to an upper punch vibrator 7 , which is connected to a head plate 8 . The un tempel 3 , 4 are with Unterstempelvibratoren 9 , 10 in connection, which are connected to a base plate 11 . The mandrel 6 is connected to the mandrel vibrator 12 , which is connected to a plate 13 . The die 2 has a male vibrator 14 .
Erfindungsgemäß kann es vorteilhaft sein, wenn schon während des Füllens der Preßform 1 mit Pulver der Oberstempelvibrator 7, die Unterstempelvibratoren 10, 11, der Dornvibrator 12 und/oder der Matrizenvibrator 14 mit Schwingungen beauf schlagt wird, so daß durch das Vibrieren eine bessere Füllung der Preßform mit Pulver erzielt wird, da sich die Pulverteil chen besser orientieren und dichter beieinander liegen.According to the invention, it can be advantageous if the upper punch vibrator 7 , the lower punch vibrators 10 , 11 , the mandrel vibrator 12 and / or the die vibrator 14 are subjected to vibrations while the mold 1 is being filled with powder, so that vibrations improve the filling of the Press mold is achieved with powder, since the powder particles are better orientated and closer together.
In Fig. 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren sowie die ver wendete Vorrichtung im Schnitt dargestellt, wobei der Preßzu stand dargestellt ist. Im Preßzustand wird das in der Preß form 1 eingefüllte Metallpulver durch ein Zufahren der ge teilten Unterstempel 3, 4 und des Oberstempel 5 zu einem Grünling 15 gepreßt, wobei durch den Dorn 6 eine Bohrung in dem Grünling 15 realisiert wird.In Fig. 2, the inventive method and the device used ver is shown in section, the Preßzu is shown. In the pressed state, the metal powder filled in the mold 1 is pressed by closing the divided lower punches 3 , 4 and the upper punch 5 to form a green compact 15 , a bore being made in the green compact 15 through the mandrel 6 .
Während des Pressen können der mit dem Oberstempel 5 verbun dene Oberstempelvibrator 7, die mit den Unterstempeln 3, 4 verbundenen Unterstempelvibratoren 9, 10, der mit dem Dorn 6 verbundene Dornvibrator 12 und/oder der mit der Matrize 2 verbundene Matrizenvibrator 14 mit Schwingungen beaufschlagt werden, so daß dem Preßvorgang eine Vibration überlagert wird, die das Pressen von Grünlingen 15 mit hoher Dichte bei gleichzeitig geringer eingesetzter Preßkraft ermöglicht.During the pressing, the upper punch vibrator 7 connected to the upper punch 5, the lower punch vibrators 9 , 10 connected to the lower punches 3 , 4 , the mandrel vibrator 12 connected to the mandrel 6 and / or the die vibrator 14 connected to the die 2 can be subjected to vibrations , so that a vibration is superimposed on the pressing process, which enables the pressing of green compacts 15 with high density and at the same time less pressing force used.
Es ist möglich, daß wenigstens in einen Preßstempel, vorzugs weise den Unter- und/oder Oberstempel, eine Schwingung einge leitet wird. Es ist ferner möglich, daß die Schwingungen wäh rend des sich an das Sintern anschließende Kalibrierens ein geleitet werden, wobei die Frequenz und/oder Zeit und/oder Energie der Schwingungen über den zeitlichen Verlauf des Preß- und/oder Kalibriervorgangs verändert werden können.It is possible that at least in a ram, preferred assign the lower and / or upper stamp, a vibration is leading. It is also possible for the vibrations to occur calibrating after sintering be passed, the frequency and / or time and / or Energy of the vibrations over the course of time Pressing and / or calibration process can be changed.
Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren, wenn die Schwingungen geregelt werden, um in Abhängigkeit von dem zu fertigenden Sinterteil optimale Ergebnisse zu erzie len.The method according to the invention is particularly advantageous if the vibrations are regulated in dependence on to achieve optimal results for the sintered part to be produced len.
Die mit den Vibratoren 7, 9, 10, 12 und 14 erzeugten Schwin gungen können elektrisch (piezoelektrisch), hydraulisch, me chanisch und/oder pneumatisch erzeugt werden, wobei Schwin gung mit einer niedrigen Frequenz in einem Bereich von 20 Hz bis 150 Hz, vorzugsweise eine Frequenz von 30 Hz bis 100 Hz eingesetzt werden können. Schwingungen mit einer hohen Fre quenz liegen in einem Bereich von 150 Hz bis 1 kHz, vorzugs weise eine Frequenz von 200 Hz bis 300 Hz. Es kann auch zweckmäßig sein, daß Schwingungen mit einer hohen Frequenz in einem Bereich von 1 kHz bis 20 kHz, vorzugsweise eine Fre quenz von 2 kHz bis 5 kHz verwendet werden.The vibrations generated with the vibrators 7 , 9 , 10 , 12 and 14 can be generated electrically (piezoelectric), hydraulically, mechanically and / or pneumatically, vibration with a low frequency in a range from 20 Hz to 150 Hz, preferably a frequency of 30 Hz to 100 Hz can be used. Vibrations with a high frequency lie in a range from 150 Hz to 1 kHz, preferably a frequency from 200 Hz to 300 Hz. It can also be expedient for vibrations with a high frequency in a range from 1 kHz to 20 kHz, preferably a frequency of 2 kHz to 5 kHz can be used.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können vorzugsweise Bau teilen mit einer Dichte < 7,1 g/cm3 mit erhöhten Festigkeiten für erhöhte statische und dynamische Belastung und besseres Verschleißverhalten hergestellt werden. Solche Sinterteile sind beispielsweise Pleuel, Zahnräder, Stoßdäpferkolben, Ge triebe und Antriebselementen, Kurven, Nocken für Nockenwellen sowie allgemeine Bauteile zur Kraftübertragung. By means of the method according to the invention, preferably parts with a density of <7.1 g / cm 3 can be produced with increased strengths for increased static and dynamic loads and better wear behavior. Such sintered parts are, for example, connecting rods, gear wheels, shock absorber pistons, gearboxes and drive elements, curves, cams for camshafts and general components for power transmission.
Ein Vergleich der nach dem bekannten Verfahren hergestellten Bauteile mit dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge stellten Bauteilen ist in Fig. 4 bis Fig. 6 dargestellt. Es wurden jeweils diffusionslegierte Basispulver verwendet.A comparison of the components produced by the known method with the Herge by the inventive method presented components is shown in Fig. 4 to Fig. 6. Diffusion-alloyed base powders were used in each case.
Fig. 4 zeigt einen Versuch bei dem eine Pulverzusammensetzung Distalloy AB (1,75% Ni; 1,5% Cu; 0,5% Molybdän und der Rest Fe) verwendet wurde. Als Preßhilfsmittel wurde 0,6% SP- Wachs verwendet. Es ist deutlich erkennbar, daß bei gleicher Preßkraft durch den zusätzlichen Einsatz einer Vibration wäh rend des Pressens eine Erhöhung der Dichte erzielt wird. Im Umkehrschluß bedeutet dies, daß Bauteile gleicher Dichte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer geringeren Preß kraft erzeugt werden können. Fig. 4 shows an experiment in which a powder composition Distalloy AB (1.75% Ni; 1.5% Cu; 0.5% molybdenum and the rest Fe) was used. 0.6% SP wax was used as the pressing aid. It can be clearly seen that, with the same pressing force, an increase in density is achieved by the additional use of vibration during pressing. Conversely, this means that components of the same density can be generated with a lower press force by the method according to the invention.
Fig. 5 zeigt einen Versuch bei dem eine Pulverzusammensetzung Distalloy AB 2 (1,75% Ni; 1,5% Cu; 0,5% Molybdän und der Rest Fe) verwendet wurde. Als Preßhilfsmittel wurde 0,3% SP- Wachs verwendet. Es ist deutlich erkennbar, daß bei Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens die Matrizenkraft vernach lässigbar klein wird. Fig. 5 shows an experiment in which a powder composition Distalloy AB 2 (1.75% Ni, 0.5% molybdenum and the balance being Fe, 1.5% Cu) was used. 0.3% SP wax was used as the pressing aid. It can be clearly seen that the die force becomes negligibly small when the method according to the invention is used.
Fig. 6 zeigt einen Versuch bei dem eine Pulverzusammensetzung Distalloy AB (1,75% Ni; 1,5% Cu; 0,5% Molybdän und der Rest Fe) verwendet wurde. Als Preßhilfsmittel wurde 0,3% SP- Wachs verwendet. Es ist deutlich erkennbar, daß die Unter stempelkraft nach dem erfindungsgemäßen Verfahren größer ist als nach dem Stand der Technik. Fig. 6 shows an experiment in which a powder composition Distalloy AB (1.75% Ni; 1.5% Cu; 0.5% molybdenum and the rest Fe) was used. 0.3% SP wax was used as the pressing aid. It can be clearly seen that the lower punch force is greater according to the inventive method than according to the prior art.
Claims (17)
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| DE10101471A DE10101471A1 (en) | 2001-01-12 | 2001-01-12 | Process for producing a sintered component with superimposed vibrations during the pressing process |
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3614274C2 (en) * | 1986-04-26 | 1989-03-23 | Schunk Maschinen Und Anlagen Gmbh, 6301 Wettenberg, De | |
| JPH04157102A (en) * | 1990-10-17 | 1992-05-29 | Brother Ind Ltd | Die for compacting powder |
| JPH06220504A (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-09 | Hitachi Metals Ltd | Powder press forming machine |
| JP2000199002A (en) * | 1998-11-05 | 2000-07-18 | Kobe Steel Ltd | Compacting method of powder for powder metallurgical processing |
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| WO1999051426A1 (en) * | 1998-04-08 | 1999-10-14 | Milacron Inc. | Impacting method and machine for forming compacts |
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| JP3822372B2 (en) * | 1998-11-05 | 2006-09-20 | 株式会社神戸製鋼所 | Powder metallurgy powder compression molding method |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3614274C2 (en) * | 1986-04-26 | 1989-03-23 | Schunk Maschinen Und Anlagen Gmbh, 6301 Wettenberg, De | |
| JPH04157102A (en) * | 1990-10-17 | 1992-05-29 | Brother Ind Ltd | Die for compacting powder |
| JPH06220504A (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-09 | Hitachi Metals Ltd | Powder press forming machine |
| JP2000199002A (en) * | 1998-11-05 | 2000-07-18 | Kobe Steel Ltd | Compacting method of powder for powder metallurgical processing |
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