DE2846660C2

DE2846660C2 - Ringkörperförmige Hülle für Strangpreßbolzen zur pulvermetallurgischen Herstellung von Rohren

Info

Publication number: DE2846660C2
Application number: DE2846660A
Authority: DE
Inventors: Christer Torshälla Aaslund; Aake Akerman; Hans Eriksson; Benny Flodin
Original assignee: Granges Nyby AB
Current assignee: Granges Nyby AB
Priority date: 1978-10-26
Filing date: 1978-10-26
Publication date: 1984-03-08
Also published as: US4401723A; DE2846660A1

Description

Die Erfindung betrifft eine ringkörperförmige Hülle für Strangpreßbolzen zur pulvermetallurgischen Herstellung von Rohren, bestehend aus dünnem, vorzugsweise 1 bis 2 mm dickem, duktilem Blech zur Aufnahme von isostatisch zu pressenden Metall- oder Legierungspulvern.

so In der DE-AS 24 19 014 ist eine derartige ringkörperffirmige Hülle für Strangpreßbolzen zur pulvermetallurgischen Herstellung von Rohren aus rostfreiem Stahl beschrieben, die gleichmäßiges Gefüge sowie gleichmäßig physikalische und chemische Eigenschaften und eine gute Weiterverarbeitbarkeit aufweisen, wobei Pulver aus solchem Stahl in metallische Hüllen gefüllt und die verschlossenen Hüllen mittels allseitig wirkendem Druck kaltisotatisch komprimiert werden und die so erhaltenen Strangpreßbolzen erhitzt und mit der Hülle zu Rohren stranggepreßt werden.

Die Strangpreßbolzen zur pulvermetallurgischen Herstellung von Rohren weisen dadurch vielfach eine sogenannte »Sanduhrform« auf, daß die Enden der Hülle, die mittels Deckel verschlossen sind, eine

⁶^ geringere Schrumpfung bei einer kaltisostatischen Pressung zeigen als der mittlere Bereich der Hülle. Da es bei der Herstellung von Rohren aus ringkörperförmigen Strangpreßbolzen erforderlich ist, daß diese

möglichst genau zylindrisch ausgebildet sind, ist es notwendig, bei einer »Sanduhrform« des Strangpreßbolzens die Enden zu trimmen, was eine sehr teure Bearbeitung darstellt, wobei die Gefahr besteht, daß Risse auftreten, die zu Oberflächenfehlern der stranggepreßten Rohre führen können. Ferner hat es sich gezeigt, daß man Oberflächenfehler im vorderen Teil der stranggepreßten Rohre erhielt, was seinen Grund darin hatte, daß beim Übergang zwischen Deckel und Mantel der Hülle eine kräftige Störung des Fließverlaufs auftritt, die auf die störenden Wirkungen der Schweißung zurückzuführen ist Dies verursachte eine bedeutende Ausbeuteeinbiiße am fertigen Produkt.

Bei der Herstellung von Stangen, Rohren und Profilen durch Verbundstrangpressen ist es bekannt, den Materialfluß bei Strangpressen durch Verwendung einer konischen Matrize dadurch zu vergleichmäßigen, daß am vorderen Ende des Strangpreßbolzens mit einem Konus aus Vollmaterial mit nach außen gerichteter Konusspitze vorgesehen wird (Zeitschrift. Metallkunde 60 (1969), Seiten 619-622).

Aufgabe der Erfindung ist es, die ringkörperförmige Hülle für Strangpreßbolzen zur pulvermetallurgischen Herstellung von Rohren so zu verbessern, daß der Anteil an fehlerhaften stranggepreßten Rohren verringert und ihre Qualität und Maßgenauigkeit erhöht werden.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der ringförmigen Hülle der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest der Außenmantel der Hülle mit einer die Schrumpfung beim isostatischen Pressen im wesentlichen ausgleichenden, von der Hüllenachse gleichmäßig nach außen gerichteten Ausbauchung versehen ist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Hülle bietet den Vorteil, daß der Strangpreßbolzen nach dem kaltisostatischen Pressen der Hülle keine »Sanduhrform« mit eingeschnürtem mittleren Bereich zeigt, so daß sich ein; Bearbeitung bzw. ein Trimmen des Strangpreßbolzens zur Erzielung einer zylindrischen Form erübrigt.

Darüber hinaus ermöglicht es die erfindungsgemäße Hülle Strangpreßbolzen herzustellen, deren Durchmesser sehr genau den gewünschten Durchmesserabmessungen entsprechen. Erfindungsgej.iäß können Genauigkeiten von ±0,2%, insbesondere ±0,1% erreicht werden. Dabei können die Durchmesserabmessungen des Strangpreßbolzens absolut ±0,2 mm, insbesondere ±0,1 mm genau hergestellt werden, so daß die Abmessungen des Strangpreßbolzens genau an die Abmessungen des Containers der Strangpresse angepaßt werden können, wodurch auch die gleichmäßige Verteilung des im allgemeinen in Form einer Glasrondelle auf die Stirnfläche des Strangpreßbolzens gegebenen Schmiermittels verbessert wird. Durch die Verwendung der erfindungsgemäß ausgebildeten Hülle für Strangpreßbolzen zur pulvermetallurgischen Herstellung von Rohren wird die Qualität, insbesondere die Oberflächengüte und die Maßgenauigkeit, der erhaltenen stranggepreßten Rohre wesentlich erhöht und der Anteil der erhaltenen fehlerhaften Rohre wesentlich verringert.

Um Materialfluß und Materialausbeute bei dem aus der Hülle hergests'ken Strangpreßbolzen zu verbessern, ist vorzugsweise zumindest an der vorderen Stirnseite der Hülle ein Deckel vorgesehen, der eine im wesentlichen plane äußere Stirnfläche aufweist und sich zum Innenraum der Hülle hin kegel-, halbkugelförmig oder konisch verjüngt und eine zentrale Bohrung für den Innenruantel aufweist Durch derartige vorzugsweise aus Vollmaterial bestehende Deckel werden nicht nur die Fließeigenschaften beim Strangpressen des Strang-ό preßbolzens wesentlich verbessert, sondern auch die Ausbeute an rostfreiem Material erhöht, da die Deckel, die vorzugsweise aus weniger wertvollem Metall, insbesondere Weicheisen oder einem anderen beliebigen Metall bestehen, die Enden der stranggepreßten

hi Rohre bilden, die ohnehin abgeschnitten werden müssen. Ferner wird durch die vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Metall bestehenden Deckel im Bereich der vorderen und/oder hinteren Stirnfläche der Hülle die Erwärmung des Strangpreßbolzens vor dem Strangpressen mittels induktiver Wärme wesentlich erleichtert da die metallischen Deckel sich leicht induktiv aufheizen lassen und ihre Wärme an die übrigen Teile des Strangpreßbolzens, insbesondere an den mit Pulver gefüllten Innenraum abgeben und damit zur schnellen Aufheizung des gesamten Strangpreßbolzens beitragen.

Vorzugsweise werden bei der erfindungsgemäßen Hülle der Außenmantel und/oder der Innenmantel im Bereich der Hüllenenden als im wesentlichen zylindrisehe Abschnitte hergestellt deren Durchmesserabmessungen genau denjenigen des gewünschten Strangpreßbolzens entsprechen und die stetig in einen ausgebauchten mittleren Hüllenbereich übergehen. Dabei bietet die Verwendung der vorgenannten vorzugsweise aus Vollmaterial bestehenden Deckel, die beim isostatischen Pressen nicht schrumpfen, den Vorteil, daß auch die zylindrischen Abschnitte im Bereich der Hüllenenden beim isostatischen Pressen ihre Durchmesserabmessungen genau beibehalten.

Vorteilhafterweise wird die Formgebung des Außen- und/oder Innenmantels der Hülle erfindungsgemäß so gestaltet, daß die Ausbauchung von jedem, der zylindrischen Abschnitte an den Hüllenenden aus in axialer Richtung, jeweils zur Hüllenmitte hin gesehen, zunä-hst in einem nach außen ein konkaves Querschnittsprofil aufweisenden Bereich allmählich und stetig zunimmt wobei die Neigung des Außen- und/oder Innenmantels gegen die Hüllenachse ebenfalls allmählich und stetig zunimmt, dann folgt vorzugsweise ein konischer Zwischenbereich, in dem die Neigung des Außen- und/oder Innenmantels im wesentlichen etwa konstant bleibt, wobei sich an diesen konischen Zwischenbereich ein Bereich anschließt, in dem der Außen- und/oder Innenmantel nach außen ein konvexes Querschnittsprofil aufweist und allmählich und stetig in einen achsparallelen Mittelabschnitt übergeht der vorzugsweise im wesentlichen einen konstanten Durchmesser aufweist.
Die Deckel sind al^c die Hülle stirnseitig ve-schließende Verschlüsse ausgebildet wobei die Deckel mit dem Hüllenaußenmantel und dem Hülleninnenmantel dicht verschweißt werden. Vorteilhafterweise können zwischen den Deckeln und dem Innenraum der Hülle auch Zwischenlagen angeordnet werden, die als Verschluß ausgebildet sind und mit dem Außenmantel und dem Innenmantel durch Schweißen dicht verbunden werden.

Vorzugsweise werden für die vordere Stirnseite der

Hülle Deckel verwendet, die konisch ausgebildet und mit einer zentralen Bohrung versehen sind, wobei der

6; Winkel zwischen der Wandung der zentralen Bohrung für den Innenmantel der Hülle und der kegeligen Mantelfläche des konischen Einsatzes etwa 40° bis 60°, vorzugsweise etwa 40° bis 50°, insbesondere etwa 45°,

beträgt, um eine günstige Trennungsfläche zwischen dem vorderen Deckel, der aus weniger wertvollem Material besteht, und dem eigentlichen Rohr zu erhalten.

Die Begrenzungsfläche des Deckels zwischen der Wandung der zentralen Bohrung und seinem größten Außendurchmesser weist insbesondere ein etwa kreisbogenförmiges Querschnittsprofil auf, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogenprofils etwa im Bereich der Schnittlinie zwischen der planen Stirnfläche und der zentralen Bohrung liegt.

Vorzugsweise ist mindestens der Außenmantel der Hülle von einem dünnwandigen spiralgeschweißten Rohr gebildet. Eine derartige Ausbildung des Außenmantels der Hülle trägt dazu bei, daß stranggepreßte Rohre erhalten werden, bei denen die Fehlerquote und damit der Ausschuß merklich verringert sind.

Hüiien aus dünnem Biech, vorzugsweise etwa i bis 2 mm dickem Blech, sind bekannt. Als Material für diese Hülle wird vorzugsweise kohlenstoffarmes Eisen, insbesondere mit einem Kohlenstoffgehalt kleiner 0,015%, insbesondere kleiner 0,004%, verwendet, um ein Aufkohlen des Pulvers während der Erwärmung und beim Strangpressen zu verhindern.

Im Inneren dieses Außenmantels wird ein Innenmantel z. B. in Form eines längsgeschweißten Rohrabschnitts eingesetzt, der die gleiche Wandstärke aufweist wie der Außenmantel. An einer Seite wird ein ringförmiger Deckel zwischen Außen- und Innenmantel befestigt und der Ringraum zwischen den beiden Rohren so einseitig verschlossen. Dann wird sphärisches Pulver in den Ringraum eingefüllt und durch Vibrieren mit z. B. 80 Hz auf etwa 68% der theoretischen Dichte verdichtet. Dann wird evakuiert und die andere Stirnseite des ringförmigen Körpers durch einen

erfolgt ein kaltisostatisches Pressen in einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, mit einem Druck von z. B. 4700 bar. Durch den allseitigen Druck erhält man einen Strangpreßbolzen mit einer Dichte von z. B. 85% der theoretischen Dichte.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform der Hülle im Längsschnitt;

F i g. 2 und 3 zeigen Längsschnitte ähnlich F i g. 1 von abgewandelten Ausführungsformen.

Die Hülle ist in F i g. 1 allgemein mit 101 bezeichnet. Die Hülle weist einen Außenmantel 102 und einen Innenmantel 104 auf. Sowohl im Bereich der vorderen Stirnseite der Hülle wie im Bereich der hinteren bzw. bodenseitigen Stirnseite der Hülle sind Deckel 130 bzw. 140 angeordnet, die die vordere bzw. hintere Stirnfläche der Hülle bilden. Der Außenmantel 102 besteht aus einem spiralgeschweißten Rohrabschnitt, über dessen Umfang die Schweißnaht in einer Spirale verläuft, deren Steigung so bemessen ist. daß die Spirale über die Länge des Rohrabschnittes etwa eine vollständige Windung bildet.

Insbesondere hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, die spiralförmige Schweißnaht des Außenmantels 102 so anzuordnen, daß sie zwischen den Schweißnähten 116 und 126, durch die die Zwischenlager! 110 und 120 am Außenmantel 102 festgeschweißt sind, eine vollständige Windung bildet. Es kann aber auch vorteilhaft sein, die Steigung der Schweißnaht des Außenmantels so zu wählen, daß die Spiralschweißnaht zwischen den Schweißnähten 116 und 126 zwei, drei oder mehr vollständige Windungen bildet.

Der Außenmantel 102 und auch der Innenmantel 104 der Hülle 101 bestanden bei einem praktischen Beispiel aus Blech mit einer Dicke von 13 mm und einem Kohlenstoffgehalt kleiner als 0,004%. Die Hülle hatte bei dem genannten Ausführungsbeispiel eine Länge von 600 mm und einen Außendurchmesser von 150 mm. Der Innendurchmesser des Innenmantels 104 betrug etwa

ίο 55 mm. Der Innenmantel 104 bestand aus einem längsgeschweißten Rohrabschnitt. Zum Herstellen des Strangpreßbolzens wurde Pulver, das zum überwiegenden Teil aus sphärischen Teilchen mit einem mittleren Durchmesser unter 1 mm bestand und das durch

ii Atomisierung in Argonatmosphäre aus dem gewünschten Ausgangsmaterial z. B. aus rostfreiem Stahl hergestellt worden war, in die bodenseitig verschlossene Hülle SOi cingeiöiit. Nach dem Einfüllen wurde das Pulver durch Vibration mit einer Frequenz von 80 Hz auf eine Dichte von etwa 68% der theoretischen Dichte verdichtet. Danach wurde evakuiert und die Hülle mittels der Zwischenlage 110 verschlossen, die durch Schweißen etwa längs der Linie 116 in F i g. 1 mit dem Außcnmante! 102 der Hülle verbunden wurde. Danach wurde die Dichte des Pulvers durch isostatisches Kaltpressen mit einem Druck von 4700 bar auf etwa 85% dt» kheoretischen Dichte erhöht. Der so erhaltene Strangpreßbolzen wurde, wie in der DE-AS 24 19 014 beschrieben, zum Rohr stranggepreßt.

Um den gleichmaßigen Fluß des beim Strangpressen als Schmiermittel dienenden Gluses, das in Form einer Glasrondelle im Container der Strangpresse vor der vorderen Stirnfläche 134 des Deckels 130 angeordnet wird, zu verbessern, ist es vorteilhaft, die Stirnfläche 134 an ihrem äußeren Rand bei 135 abzuschrägen bzw. abzurunden Der Deckel weist weiter einen zylindrischen Abschnitt 137 auf, der in die kegelförmige Mantelfläche 136 übergeht. Bei 139 ist der Übergang von der kegelförmigen Mantelfläche 136 zur Wandung der zentralen Bohrung 132 abgerundet. Die Zwischenlage 110. die als Blecheinlage ausgebildet ist, entspricht in ihrer Kontur genau derjenigen der angrenzenden Teile des Deckels 130.

Im Bereich der hinteren Stirnseite der Hülle 101 ist ein Deckel 140 angeordnet, der eine zentrale Bohrung 142 aufweist und eine nach außen weisende ebene Stirnfläche 144. Dieser Deckel 140 ist am Rand bei 145 ebenfalls abgeschrägt bzw. abgerundet und weist einen äußeren zylindrischen Abschnitt 147 auf. Die Zwischenlage 120 entspricht in ihrer Form der Form des Deckels 140 und weist auch einen äußeren zylindrischen Abschnitt 127 und einen inneren zylindrischen Abschnitt 129 auf. Die Zwischenlage 120 ist mittels Schweißnähten 126 und 128 mit dem Außenmantel 102 bzw. dem Innenmantel 104 dicht verschweißt Die Deckel 130 und 140 bestehen vorzugsweise aus Weicheisen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 weist der an der vorderen Stirnseite der Hülle vorgesehene Deckel 130 ein im wesentlichen kreisbogenförmiges Querschnittsprofil 136 auf. Die Mittelpunkte des kreisbogenförmigen Querschnittsprofils 136 liegen vorzugsweise etwa im Bereich der Schnittlinie zwischen der planen Stirnfläche 134 und der Wandung der Bohrung 132, d.h. im Bereich der vorderen Begren-

zungslinie der Bohrung 132 auf einem Kreis, der bei 138 angedeutet ist Das etwa kreisbogenförmige Querschnittsprofil 136 bietet den Vorteil, daß beim Strangpressen des Strangpreßbolzens der aus Weichei-

sen oder einem ähnlichen Metall bestehende Deckel 130 zusammen mit der Zwischenlage 110, den Schweißnähten 116, life und den benachbarten Teilen des AuBenmantels 102 und des Innenmantels 104 den ersten Teil des Rohres bilden, der nach dem Strangpressen abgeschnitten wird oder sogar von selber abfällt, wenn dir Verbindung zu dem vorzugsweise aus rostfreiem Stahl bestehenden, aus der Pulverfüllung der Hülle hergestellten nachfolgenden Rohr keine oder keine hinreichende Festigkeit aufweist. Durch die etwa kreisbogenförmige Ausbildung der Begrenzungslinie 136 des Deckels 130 wird erreicht, daß die Trennungslinie zwischen dem vorderen, als Abfall anfallenden Abschnitt des stranggepreßten Rohres und dem eigentlichen aus hochwertigem rostfreiem Material bestehenden Rohr scharf und als sich im wesentlichen senkrecht zur Rohrlängsachse erstreckende Trennungs nach außen konvexes Querschnittsprofil aufweist und in den zylindrischen, achsparallelen Mittelbereich 150 übergeht. Wesentlich ist, daß die nach außen konkaven Bereiche 157 und 167 etwa spiegelbildlich zu dem Querschnittsprofil 136 bzw. 146 der Deckel ausgebildet sind, wobei die Linie 170 die Spiegelsymmetrieachse darstellt und der bei β angedeutete Krümmungswinkel des Außenmantels etwa im Verhältnis der prozentualen Schrumpfung zum Krümmungswinkel δ des benachbarten Deckels verkleinert ist.

Die F i g. 2 zeigt eine abgewandelte Form der Deckel, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß die Deckel 230 und 240 ein bei 239 und 249 im wesentlichen spitz zulaufendes Querschnittsprofil aufweisen, so daß die entsprechend ausgebildeten Zwischenlagen 210 und 220 sich bis unmittelbar an den Innenmanld 104

flache ausgebildet ist. AuCm ure Zwischenlage

einen in etwa zylindrischen Abschnitt 117 auf, der bei 116 mit dem Außenmantel 102 der Hülle verschweißt ist, sowie einen etwa zylinderförmigen inneren Abschnitt 119, der an dem Innenmantel 104 anliegt und bei 118 mittels einer umlaufenden Schweißnaht dicht mit dem Innenmantel verbunden ist. Der Übergang von der Wandung der zentralen Bohrung 132 zu dem kreisförmigen Querschnittsprofil 136 ist bei 139 abgerundet.

Es kann auch vorteilhaft sein, die Deckel 130 und 140 unmittelbar mit dem Außenmantel 102 bzw. dem Innenmantel 104 dicht zu verschweißen. In diesem Fall kö:jien Zwischenlagen 110 und 120 entfallen.

Bei Verwendung von Zwischenlagen 110 und 120 aus Blech kann es zweckmäßig sein, an diesen die Deckel 130 und 140 durch Punktschweißen zu befestigen. Vielfach genügt es jedoch auch, die Deckel 130 und 140 durch die gebördelten Enden 115 bzw. 125 des Aijßpntnantels 102 festzulegen.

Der Deckel im Bereich der vorderen Stirnfläche der Hülle führt beim Strangpressen zu einer Art Tunneleffekt, wenn dieser Einsatz aus duktilem Material, z. B. duktilem Eisen, Weicheisen, niedriglegiertem Kohlenstoffstahl oder Gußeisen, besteht. Der zum Strangpressen erforderliche Druck erniedrigt sich, wenn der vordere Einsatz aus duktilem Material besteht und dieses Material leichter fließt als die Pulverfüllung des Strangpreßbolzens. Ist der Fließvorgang einmal eingeleitet, so greift er auch auf die Pulverfüllung über, selbst dann, wenn die Fließgrenze der Pulverfüllung etwa höher liegt als die Fließgrenze des duktilen Materials des Einsatzes; es findet also eine Art Tunneleffekt statt.

In Fig. 1 weist auch der Deckel 140 im Bereich der hinteren Stirnfläche der Hülle ein etwa kreisbogenförmiges Querschnittsprofil 146 auf und stimmt auch sonst in etwa mit dem Deckel 130 überein.

Um keine Faltenbildung zu erhalten und einen möglichst genau zentrierten Preßboizen zu erzielen, ist es vorteilhaft, die Bereiche des Außenmantels 102, die durch das Walzen einen geänderten Durchmesser erhalten, auf die Bereiche der massiven Deckel 130 bzw. 140 im wesentlichen zu beschränken. Dann weist der Außenmantel 102 zwischen den Deckeln in seinem bei 150 angedeuteten mittleren Bereich im wesentlichen einen konstanten Außendurchmesser auf. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, an die zylindrischen Abschnitte 156, 166 zur HüUenmitie hin jeweils einen Bereich 157 bzw. 167 mit einem nach außen konkaven Querschnittsprofil und daran einen kegelstumpfförmigen Zwischenbereich 158 bzw. 168 anzuschließen und diesem einen Bereich 159, 169 folgen zu lassen, der ein weist ei Sitcckeii und mit diesen einen stumpfen 'winkel a bzw. a' bilden. Es hat sich gezeigt, daß diese Ausbildung für eine exakte Zentrierung des Strangpreßbolzens vorteilhaft ist. In den Zeichnungen ist eine Ausbauchung des Innenmantels nicht dargestellt. Insbesondere bei der Ausführungsform gemäß Fig. I kann jedoch eine geringe nach außen gerichtete Ausbauchung des Innenmantels vorteilhaft sein. Die Ausbauchung des Außen- und/oder Innenmantels kann in Verbindung mit beliebig ausgebildeten Deckeln und insbesondere auch in Kombination mit einem spiralgeschweißten Außen- und/oder Innenmantel vorteilhaft sein.

Die Fig.3 zeigt eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Deckel. Die wesentliche Änderung besteht darin, daß die Deckel 330 und 340 mit Spitzen 339 und 349 versehen und daß keine Zwischenlagen vorgesehen sind. Die Ausbauchung 103 nimmt von den zylindrischen Abschnitten 156, 166 aus in axialer Richtung, jeweils zur Hüüenmitie hin gesehen, zunächst in einem ein konkaves Querschnittsprofil aufweisenden Bereich 157, 167 allmählich und stetig zu, wobei die Neigung des Außenmantels 102 gegen die Hüllenaehf:

ebenfalls allmählich und stetig zunimmt, dann über einen kegelförmigen Zwischenbereich 158, 168 die Neigung des Außenmantels 102 im wesentlichen etwa konstant bleibt und sich ein Bereich 159, 169 anschließt, in dem der Außenmantel 102 ein nach außen konvexes Querschnittsprofil aufweist und allmählich und stetig in einen achsparallelen Mittelbereich 150 übergeht. Dabei bilden die Bereiche mit sich änderndem Querschnitt des Außenmantels 102 jeweils einen Übergangsbereich 155, 165, der im Bereich eines Deckels 330 bzw. 340 angeordnet ist. Die Querschnittskontur 336, 346 der Deckel 330,340 ist etwa ein Spiegelbild der Kontur des Außenmantels in den Übergangsbereichen 155,165, das an der Linie 170 der gewünschten Zylinderform des Strangpreßbolzens gespiegelt, jedoch in radialer Richtung gedehnt ist, wobei das Maß der Dehnung etwa dem Verhältnis von Differenz zwischen Außen- und Innendurchmesser des Strangpreßbolzens zu Durchmesserschrumpfung der Hülle, vorzugsweise unter Berücksichtigung der Änderung der Querschittsfläche mit kleiner werdenden Radius, entspricht.

Bei 116,118,126 und 128 sind die Deckel 330 bzw. 340 direkt mit dem Außen- bzw. Innenmantel dicht verschweißt.

Beispiel

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Um einen Strangpreßbolzen mit einem Außendurchmesser von 144 mm für das Strangpressen eines Rohres aus rostfreiem Stahl mit einem Außendurchmesser von

50 mm und einer Wanddicke von 5 mm herzustellen, wurde als Außenmantel für die Hülle ein spiralgeschweißtes 600 mm langes Rohr mit einem Außendurchmesser von 154 mm und einer Wanddicke von 1,5 mm an seinen beiden Fnden durch Walzen oder Drehdrükken eingeschnürt, derart, daß an den Enden zylindrische Abschnitte mit einem Außendurchmesser von 144 mm, entsprechend den Abschnitten 156, 166 der F i g. 1 bis 3 vorhanden waren, an die sich Übergangsbereiche anschlossen, die entsprechend den Übergangsbereichen 155, 165 geformt waren. Dann wurden die Enden des Außenmantels plan geschliffen. An einem ersten Ende wurde eine einen Boden bildende Blechzwischenlage ähnlich der Zwischenlage 120 in Fig. 1 einerseits dicht mit dem Außenmantel und andererseits dicht mit einem Innenmantel verschweißt, der aus einem 590 mm langen längsgeschweißten Rohr mit einer Wanddickc von 1/5 mm und einem Innendurchmesser von 40 mm bestand.

Bis zur Anlage an die bodenseitige Zwischenlage wurde ein ring- bzw. trichterförmiger Deckel, ähnlich dem Deckel 140, der aus niedriglegiertem Kohlenstoffstahl mit ca. 0,004% Kohlenstoff bestand, von dem genannten ersten Ende des Außenmantels aus eingeschoben und mittels Punktschweißen befestigt.

Die Hülle wurde stehend auf eine Platte gestellt, mit Pulver gefüllt und mit 80 Hz vibriert und auf etwa 68% der theoretischen Dichte verdichtet und gleichzeitig mit einem trichterförmigen als Zwischenlage dienenden Blech ähnlich 110 in Fig. 1 versehen, das zwischen Innen- und Außenmantel von oben mit großem Druck eingeschoben wurde. Dann wurde die Zwischenlage mit dem Innen- und Außenmantel dicht verschweißt, wie in Fig. 1 bei 116 unu 118 angedeutet. Danach wurde der vordere ring- bzw. trichterförmige Deckel von oben eingeschoben, de,· ähnlich 130 in F i g. 1 ausgebildet war und aus niedriglegiertem Kohlenstoffstahl mit ca.

0,004%C bestand. Mit Vorteil wurde dieser ringförmige Deckel mittels Punktschweißen an der trichterförmigen Zwischenlage oder dem Innen- oder Außenmantei angeschweißt.

Die Hülle wurde kaltisostatisch mit 4700 bar in

ίο Wasser auf eine Dichte von 88% der theoretischen Dichte gepreßt. Dabei schrumpfte der Strangpreßbolzen auf 144 mm Außendurchmesser, d. h. auf dieselbe Abmessung wie die eingezogenen zylindrischen Abschnitte an den Enden. Die Abmessung von 144 mm entsprach ebenfalls dem Innendurchmesser des Aufnehmers der Strangpresse. Eine perfekte Zentrierung war damit gewährleistet. Zudem war auch der Innendurchmesser des Strangpreßbolzens fast genau 40 mm.
Der Strangpreßbolzen war auch im übrigen vollständig gerade und konnte nach induktiver Erwärmung auf 1200°C direkt zu dem gewünschten rostfreien nahtlosen Rohr stranggepreßt werden, ohne daß weitere Bearbeitungen notwendig waren. Der aus niedriglegiertem Kohlenstoffstahl bestehende vordere Abschnitt des Rohres wurde abgeschnitten. Von dem rostfreien Stahl wurde nichts abgeschnitten. Dadurch, daß der Deckel konisch war, ergab sich beim stranggepreßten Rohr eine gegen die Rohrachse etwa senkrechte Trennungslinie zwischen dem extrudierten Deckel und dem rostfreien Stahl. Der Teil des Rohres, der aus rostfreiem Material bestand, hatte eine fehlerfreie Oberfläche. Der Materialverlust wurde auf ein Minimum eingeschränkt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Riigkörperförmige Hülle für Strangpreßbolzen zur pulvermetallurgischen Herstellung von Rohren, bestehend aus dünnem, vorzugsweise 1 bis 2 mm dickem, duktilem Blech zur Aufnahme von isostatisch zu pressenden Metall- oder Legierungspulvern, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Außenmantel (102) der Hülle (tOI) mit einer die Schrumpfung beim isostatischen Pressen im wesentlichen ausgleichenden, von der Hüllenachse gleichmäßig nach außen gerichteten Ausbauchung (103) versehen ist

2. Hülle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest an der vorderen Stirnseite der Hülie (101) ein Deckel (130; 230; 330) vorgesehen ist, der eine im wesentlichen plane äußere Stirnfläche (134) aufweist und sich zum Innenraum (108) der Hülle (lOi) hin etwa kegel-, halbkugelförmig oder konisch verjüngt und eine zentrale Bohrung (132) für den Innenmantel (104) aufweist

3. Hülle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Wandung der zentralen Bohrung (132) und der kegeligen Mantelfläche des konischen Teiles des Deckels (130; 230; 330) etwa 40° bis 60°, vorzugsweise etwa 45° beträgt

4. Hülle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die dem Innenraum (108) der Hülle (101) zugewandte Oegrenzungsfläche (136) des Deckels (130, 230; 330) zwischen der Wandung seiner zentralen Bohrung (132) und seinem größten Außendurchmesser ein s:twa kreisbogenförmiges Querschnittsprofil (136) aufweist und die Mittelpunkte der dieses Querschnittsprofil bildenden Kreise vorzugsweise etwa im Bereich der kreisförmigen Schnittlinie (138) zwischen der planen Stirnfläche (134) und der zentralen Bohrung (132) des Deckels (130; 230; 330) oder innerhalb dieser kreisförmigen Schnittlinie (138) liegen.

5. Hülle nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Deckeln (130, 140; 230, 240; 330, 340) und dem Innenraum (108) der Hülle (101) Zwischenlagen (110, 120; 210, 220) angeordnet sind.

6. Hülle nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel (130,140; 230,240; 330,340) aus elektrisch leitendem Metall, vorzugsweise Weicheisen und der Außen- und Innenmantel (102, 104) aus kohlenstoffarmem Blech mit einem Kohlenstoffgehalt kleiner als 0,015%, vorzugsweise kleiner als 0,004%, bestehen.

7. Hülle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Außenmantel (102) aus einem spiralgeschweißten Rohr besteht und die Steigung der von seiner Schweißnaht gebildeten Spirale im Verhältnis zu seiner Länge so bemessen ist, daß die Schweißnaht etwa eine, zwei oder mehr vollständige Windungen bildet.

8. Hülle nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauchung (103) des Außen- und/oder Innenmantels (102, 104) im Bereich der Hüllenenden über sich im wesentlichen konisch verjüngende Übergangsbereiche (155, 165) in im wesentlichen zylindrische Mantelendabschnitte (156, 160) tangential einmündet, deren Außen- bzw. Innendurchmesser im wesentlichen genau, vorzugsweise bis auf etwa ±0,1%, insbesondere ±0,1 mm, mit den gewünschten Durchmesserabmessungen des Strangspreßbolzens übereinstimmt

9. Hülle nach Anspruch 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Obergangsbereiche (155,

156) des Hüllenmantels in den Bereichen der Hülle (101) angeordnet sind, in denen die sich verjüngenden Teile der Deckel (130,140,230,240,330,340) in den Hülleninnenraum (108) hineinragen.

10. Hülle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Obergangsbereichen (155, 165) die Ausbauchung (iO3) des Außenmantels (102) von jedem seiner zylindrischen Mantelendabschnitte (156, 166) aus in axialer Richtung, jeweils zur Hüllenmitte hin gesehen zunächst in einem ein konkaves Querschnittsprofil aufweisenden Bereich (157,167) allmählich und stetig zunimmt, wobei die Neigung des Außenmantels (102) gegen die Hüllenachse ebenfalls allmählich und stetig zunimmt dann jeweils in einem kegelförmigen Zwischenbereich (158, 168) die Neigung des Außenmantels (102) im wesentlichen etwa konstant bleibt und daß sich an diesen kegelförmigen Zwischenbereich jeweils ein Bereich (159,169) anschließt, in dem der Außenmantel (102) ein gemäß den F i g. 1 bis 3 nach außen konvexes Querschnittsprofil aufweist und allmählich und stetig in einen achsparallelen Mittelbereich (150) des Außenmantels (102) übergeht und daß die Querschnittsprofile der Übergangsbereiche (155, 165) und der sich in diesen Bereichen in den Innenraum (108) der Hülle hineinerstreckenden sich verjüngenden Teil der Deckel so gewählt sind, daß das Querschnittsprofil (136, 146; 336, 346) der Deckel etwa ein Spiegelbild des Querschnittsprofils des Übergangsbereichs (155, 165) darstellt, gespiegelt an der gewünschten Zylinderform (170) des Strangpreßbolzens, jedoch im Verhältnis von Durchmesser des Strangpreßbolzens zu der beim isostatischen Pressen in radiale; Richtung erfolgenden Durchmesserschrumpfung vergrößert ist.