DE1179445B

DE1179445B - Verfahren zum Herstellen von Metallpulver-presslingen, insbesondere solcher groesserer Abmessungen

Info

Publication number: DE1179445B
Application number: DESCH21572A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Heinz Schmalz
Original assignee: HEINZ SCHMALZ DR ING
Current assignee: HEINZ SCHMALZ DR ING
Priority date: 1957-02-13
Filing date: 1957-02-13
Publication date: 1964-10-08

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 23 η

Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:

Deutsche Kl.: 491-12

Sch 21572 Ib/491 13. Februar 1957 8. Oktober 1964

Durch die Erfindung soll die Herstellung von Preßlingen, vorwiegend größerer Abmessungen, aus Metallpulvern wesentlich vereinfacht und verbilligt werden, damit eine wirtschaftliche Weiterverarbeitung, auch durch plastische Warmverformung, ermöglicht wird.

Bekanntlich werden in der Pulvermetallurgie die Metallpulver mit einem Druck von etwa 4 bis 8 t/cm² gepreßt und dann in inerter Atmosphäre gesintert. Es ist auch bereits versucht worden, solchermaßen hergestellte Preßlinge in warmem Zustande zu Werkstücken oder Halbzeug weiterzuverarbeiten. Wirtschaftlicher Erfolg ist solchen Maßnahmen aber nur in Sonderfällen beschieden gewesen. An der Herstellung von Werkstücken und Halbzeug größerer Abmessungen auf pulvermetallurgischem Wege besteht aber deshalb großes Interesse, weil die Pulvermetallurgie Möglichkeiten der Werkstoffzusammensetzung bietet, die wesentlich größer sind als die der Schmelzmetallurgie.

Schwierigkeiten bereitet das erwähnte Verfahren dann, wenn bei diesem Warmverarbeitungsprozeß der Werkstoff der Werkstücke zum Fließen gebracht werden muß. In diesem Falle werden einwandfreie Produkte ohne weiteres erzielt, wenn die Warmverarbeitungstemperatur so hoch liegt, daß sie in den Bereich der Sintertemperatur des Werkstoffes fällt. Diese Voraussetzungen sind gegeben, wenn es sich um die Verarbeitung von Metallpulvern aus Metall mit niedrigem Schmelzpunkt handelt. Bei Werk-Stoffen, deren Schmelzpunkt hoch liegt, ergeben sich aber dadurch Schwierigkeiten, daß der auf pulvermetallurgischem Wege hergestellte Preßling die Verformung nicht aushält und zerbröckelt. Entsprechend haben alle bisherigen Versuche, Halbzeug und größere Werkstücke auf pulvermetallurgischem Wege zu erzeugen, nur verhältnismäßig geringe Bedeutung erlangt. Größere Anwendung findet dieses Verfahren praktisch daher nur bei solchen Werkstoffen, die zumindest zu einem bedeutenden Teil Metalle enthalten, deren Schmelzpunkte niedrig liegen, z. B. bei Blei-Bronze.

Weiterhin ist es bekannt, das Pressen von Metallpulvern zu beliebigen Werkstücken durch Schwingungen zu erleichtern. Bei dieser Arbeitsweise wird der Druckbedarf durch Minderung der Reibungskräfte erheblich gesenkt, so daß bei gleichem spezifischem Druckaufwand eine höhere Dichte des Preßlings erzielt wird.

Neuerdings wurde aber nun gefunden, daß die auf pulvermetallurgischem Wege hergestellten Preßlinge die Beanspruchung bei jeder plastischen Warmver-Verfahren zum Herstellen von Metallpulverpreßlingen, insbesondere solcher größerer
Abmessungen

Anmelder:

Dr.-Ing. Heinz Schmalz,

Menden (Sauerl.), Schmölen-Allee 1

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Heinz Schmalz, Menden (Sauerl.)

formung aushalten, wenn sie eine Mindestwichte, die in einem bestimmten Verhältnis zur theoretischen Maximalwichte des zu verarbeitenden Werkstoffes steht, besitzen. Diese Wichte kann ohne weiteres durch zweimaliges Pressen und Sintern erzielt werden. Bei Strangpreß- und Walzbarren kann diese Nachverdichtung im Rezipienten der Strangpresse oder im Walzwerk erfolgen.

Der Verwirklichung dieser Möglichkeit steht die Tatsache im Wege, daß nach den bisher üblichen Verfahren die Herstellung von Preßlingen wirtschaftlicher Größe, wie sie für die Weiterverarbeitung im Walzwerk oder in der Strangpresse notwendig sind, vertikale Pressen außerordentlicher Größe und hohen Hubes erfordert, wie sie in den Metallwerken normalerweise nicht vorhanden sind. Die Herstellung solcher Preßlinge für die Weiterverarbeitung zu Halbzeug würde unter Einsatz solcher großen Maschinen so teuer werden, daß sich eine solche Fertigung niemals lohnen könnte.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden zum Herstellen der Preßlinge schwere Pressen nicht mehr verwendet. Da eine Nachverdichtung sowieso vorgenommen wird, und zwar mittels der zur Weiterverarbeitung dienenden Maschinen, wie bereits dargelegt, genügt es, wenn die Festigkeit der für die Warmverformung vorgesehenen Preßlinge den normalen Beanspruchungen, z. B. des Transportes, die mit dieser Fabrikation verbunden sind, genügt. Es wurde festgestellt, daß diese Festigkeit normalerweise schon bei einer Wichte der Preßlinge erreicht wird, die etwa 50% der theoretischen Maximalwichte beträgt. Eine solche Wichte kann aber schon durch Verdichten des Metallpulvers unter dem Einfluß von hochfrequenten Schwingungen und ohne schwere Pressen erreicht werden. In Formen, vorzugsweise aus hitzebeständigem Material, um nachfolgend in

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diesen auch sintern zu können, wird das Pulver eingefüllt und Hochfrequenzschwingungen von normalerweise 100 bis 150 Hz ausgesetzt. Dabei ist es gleichgültig, auf welche Weise die Schwingungen erzeugt und auf das Pulver übertragen werden. Bei 5 sehr hohen Preßlingen, z. B. bei der Herstellung von Strangpreßbarren, wird man die Schwingungen vorteilhafterweise auf solche parallel zur Formachse beschränken. Die Frequenz der Schwingungen ist nun um so höher zu wählen, je niedriger das spezifische Gewicht des pulverisierten Metalls ist.

Gemäß der Erfindung beträgt die Amplitude der Schwingungen das Doppelte der Maximalkorngröße des zu verdichtenden Metallpulvers und der Preßdruck etwa 100 bis 250 g/cm². Diese Maßnahme ist besonders bei der Herstellung sehr hoher Preßlinge, z. B. bei der Herstellung von Strangpreßbarren, sehr vorteilhaft.

Es ist nicht unbedingt notwendig, die Sinterung in den Verdichtungsformen vorzunehmen, dürfte aber insbesondere bei sehr schweren Preßlingen das Arbeiten wesentlich erleichtern.

Das Verfahren kann außer zur Herstellung von Walz- und Strangpreßbarren auch in der üblichen Pulvermetallurgie mit wirtschaftlichem Vorteil angewandt werden.

Die Zeichnung zeigt Vorrichtungen zur Ausübung des Verfahrens. In Abb. 1 ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Herstellung von Walzbarren schematisch dargestellt, bei welcher die Schwingungen auf mechanischem Wege durch Exzenter erzeugt werden. Die erforderliche Frequenz wird mittels eines Frequenzwandlers eingestellt. Auf einem Tisch 1, der auf Federn 2 abgestützt ist, ist eine Form 3 montiert, die mit einem Füllaufsatz 4 versehen ist. Auf das Metallpulver 5 wirkt eine Auflast 6, die durch hydraulische Einrichtungen 7 abgehoben werden kann. Ein Sender 8 für die Schwingungen ist unter der Tischplatte angebracht.

A b b. 2 und 3 ze'igen beispielsweise eine Vorrichtung zur Herstellung von Strangpreßbarren. Auf einem Federsatz ü ruht ein Halter 12, welcher eine Form 3 mit ihrem Füllaufsatz 4 aufnimmt. Der Halter 12 und damit die Form 3 und das Pulver 18 werden über am Halter befestigte Blattfedern 15 durch Elektromagnete 16 in Schwingungen parallel zur Formachse versetzt. Eine Auflast 17 ruht während der Verdichtung auf dem Pulver 18 und kann durch hydraulische Einrichtungen 9 abgehoben werden.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen von zu sinternden und nachzuverdichtenden und gegebenenfalls plastisch warm zu verformenden Metallpulverpreßlingen, insbesondere solcher größerer Abmessungen, von einer Mindestwichte von 50°/o der theoretischen Wichte des festen Metalls, wobei auf das Metallpulver gleichzeitig ein gleichbleibender Preßdruck und Schwingungen von 100 bis 150 Hz einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßdruck etwa 100 bis 250 g/cm² und die Schwingungsamplitude das Doppelte der größten Korngröße des Metallpulvers beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 541 515, 749 800,
870 818;

USA.-Patentschriften Nr. 2 519 208, 2 549 642;

Kieffer—Hotop, »Sintereisen und Sinterstahl«, 1948, S. 437;

Franz Skaupy, »Metallkeramik«, 4. Auflage, 1950, S. 96, 99.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 690/180 9.64 © Bundesdruckerei Berlin