DE4016946C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE4016946C2 DE4016946C2 DE19904016946 DE4016946A DE4016946C2 DE 4016946 C2 DE4016946 C2 DE 4016946C2 DE 19904016946 DE19904016946 DE 19904016946 DE 4016946 A DE4016946 A DE 4016946A DE 4016946 C2 DE4016946 C2 DE 4016946C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- component
- segments
- sintered
- separation
- assembled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
- B28B1/002—Producing shaped prefabricated articles from the material assembled from preformed elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B17/00—Details of, or accessories for, apparatus for shaping the material; Auxiliary measures taken in connection with such shaping
- B28B17/0018—Separating articles from each other
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fertigen von
Bauteilen aus Sinterkeramik mit verbesserter
Thermoschockbeständigkeit.
Bauteile aus Sinterkeramik zeichnen sich stets durch hohe
Härte und hohe Verschleißbeständigkeit aus, sind
wiederstandsfähig gegen erhöhte Temperaturen und
unempfindlich gegen eine Vielzahl von Chemikalien. Diesen
Vorzügen der Sinterkeramik steht als gravierender Nachteil
gegenüber, daß viele Keramiken thermoschockempfindlich sind.
Temperaturunterschiede im keramischen Bauteil erzeugen
thermische Spannungen, die in vielen Fällen die
Bruchfestigkeit der Keramik überschreiten und zum
Totalversagen des Bauteils führen können, d. h., daß das
Bauteil durch Thermoschock zerspringt. Zur Vermeidung dieses
Nachteils hat man Werkstoffe entwickelt, die es gestatten,
einen gewisssen Thermoschock aufzufangen. Man hat desweiteren
die Bauteilgeometrie optimiert, d. h. versucht, bei möglichst
gleichmäßigen Materialdicken zu bleiben und insbesondere
Übergänge sanft und abgerundet auszuführen. Die
Temperaturwechselbeständigkeit konnte dadurch jedoch
nur in geringem Maße erhöht werden.
Man hat des weiteren versucht, thermisch induzierte
Spannungen dadurch zu reduzieren, daß das einzelne
Bauteil aus mehreren Teilen zusammengesetzt wurde.
Daraus ergibt sich auf der einen Seite ein immenser
Bearbeitungsaufwand, da eine dreidimensionale
Präzision der Fügeflächen vorliegen muß, zum anderen
ist für höhere Beanspruchung die Präzision mit dem
bekannten Oberflächenbearbeitungsverfahren, wie
Schleifen, Lappen, Polieren usw., nicht erreichbar.
Das Zerteilen von quaderförmigen Blöcken aus Glas ist
aus der DE-OS 28 13 904, der DE-PS 29 38 774, der
DE-PS 29 06 881, der DE-OS 30 03 383, der DE-OS 31 31 485,
der DE-OS 31 31 491 und der DE-OS 34 09 937
bekannt. Diesen Schriften, die sich theoretisch mit
dem Trennen von massiven Gegenständen aus
sprödbrechendem Material befassen, ist gemeinsam, daß
ausschließlich Glas getrennt wird, was einen völlig
anderen Aufbau wie eine Sinterkeramik aufweist.
Außerdem besteht nicht die Aufgabe, ein fertiges
Bauteil zu erzeugen, sondern es wird lediglich eine
einfache Möglichkeit des Trennens ohne mechanische
Mittel aufgezeigt.
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren aufzuzeigen, mit dem die Herstellung von
Bauteilen aus Sinterkeramik mit verbesserter
Thermoschockbeständigkeit einfach, präzise und unter
Aufwendung minimaler Bearbeitung möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des
kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Durch Anlegen einer thermisch induzierten Spannung an
den am höchsten bruchgefährdeten Stellen eines
Bauteils nach vorangehender konventioneller Fertigung
des Bauteils wird in diesem Bereich eine
Materialtrennung bewirkt. Diese Materialtrennung
erfolgt, wie bei Spannungsrissen üblich, ohne
Materialverlust, wodurch eine 100%ige Passung der
erzeugten Flächen ohne Nachbearbeitung gewährleistet
ist. Die Fertigbearbeitung des Bauteils kann daher
schon stattfinden, solange es noch nicht getrennt ist.
Selbstverständlich ist es auch möglich, nach der
Trennung die Fertigbearbeitung vorzunehmen, falls das
aus besonderen Gründen erforderlich sein sollte.
Unter Nachbehandlung im Sinne der vorliegenden
Erfindung sind die üblichen bekannten
Oberflächenbearbeitungsverfahren, wie Schleifen,
Lappen und Polieren usw., zu verstehen, die dazu
dienen, Paßflächen, Gleitflächen o. ä. zu erzeugen.
Soll also beispielsweise eine Gleitlagerbuchse erzeugt
werden, die lediglich eine Innenbearbeitung aufweisen
muß, so ist es mit dem vorliegenden Verfahren möglich,
diese Buchse zu schleifen, solange sie noch nicht
geteilt ist. Ebenso ist es möglich, sie nach dem
Teilen und dem anschließenden Verbinden der, durch die
Teilung erreichten, Segmente durch mechanische Mittel
zum Bauteil der erforderlichen Innenbearbeitung zu
führen.
In den Fällen, in denen die Bruchlinie durch das
Bauteil in einem exakt vordefinierten Bereich liegen
soll, wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der
Erfindung der Grünkörper in diesem Bereich an der am
höchsten bruchgefährdeten Stelle angeritzt oder
angekerbt. Bei der nachfolgenden Sinterung bleibt
diese minimale Schwächung, die aufgrund des
Schrumpfens bei der Sinterung noch reduziert wird,
erhalten. Das Anritzen kann aber auch im gesinterten
Zustand nach verschiedenen Stufen der Hartbearbeitung
erfolgen.
Durch die thermisch induzierten Spannungen erfolgt das
Reißen des Bauteils exakt entlang der
Schwächungslinie. Dabei ist es selbstverständlich
möglich, das Bauteil in mehr als zwei Segmente zu
zerlegen, wenn die Konstruktion das erfordert.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor,
daß die Temperatur zur thermischen Trennung des
Bauteils erhöht wird und auf die bruchgefährdeten
Stellen des Bauteils ein Wasserstrahl zur Abkühlung
gerichtet wird. Zweckmäßig ist dabei, daß das Bauteil
nach der Sinterung nicht völlig abgekühlt wird,
sondern lediglich auf die zum Trennen erforderliche
Temperatur. Eine weitere bevorzugte Möglichkeit liegt
darin, das Bauteil nach dem Sintern und der sich daran
anschließenden Nachbehandlung zu waschen und die
Waschtemperatur so hoch zu wählen, daß zwischen
dem Bauteil und dem Abschreckwasserstrahl die
erforderliche Temperaturdifferenz vorliegt.
Die einzelnen Segmente können gemäß zweckmäßigen
Ausgestaltungen der Erfindung durch Kleben oder Löten
zum Bauteil zusammengefügt werden. Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, daß die
Segmente durch mechanische Spannmittel miteinander
verbunden werden, insbesondere durch Zuganker,
Spannbügel oder Aufschrumpfen von Metallkomponenten.
Für den Einsatz in der chemischen Industrie wird
besonders das Einvulkanisieren bevorzugt, bei dem die
Segmente durch eine das komplette Bauteil umgebende
Elastomerschicht miteinander verbunden sind.
Des weiteren kann zwischen die Segmente ein
Dichtungsmaterial eingebracht werden.
Es wurden keramische Ventilgehäuse der in Fig. 1
dargestellten Form mit Nenn-Durchmesser 110 mm und den
größten Außenabmessungen mit 240 × 240 × 206 m gemäß
mit Kerben versehen und geteilt.
Die bei der Abschreckung aufgebrachte
Temperaturdifferenz betrug 70 K bei dem keramischen
Werkstoff B 600, die Abschreckung dauerte 5 s.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen
beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Ventilgehäuserohling in
perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 den gleichen Rohling mit eingebrachter
Trennkerbe,
Fig. 3 im Ausschnitt einen Wandbereich des
gesinterten Teiles mit Kerbe und Rißverlauf,
Fig. 4 eine vergrößerter Darstellung aus Fig. 3,
Fig. 5 das geteilte Ventilgehäuse in perspektivischer
Darstellung,
die Fig. 6 und 7 im Ausschnitt in vergrößerter Darstellung die
Bruchlinie,
Fig. 8 das mit Klemmankern zusammengefügte, aus zwei
Segmenten bestehende Gehäuse,
Fig. 9 ein analog aufgebautes Gehäuse, das durch
Einvulkanisieren zusammengehalten wird,
Fig. 10 ein Gehäuse, das mittels Federklammern
zusammengehalten wird,
die Fig. 11 und
12 in der Vergrößerung mit Kleber bzw.
Dichtungsmaterial beschichtete Bruchflächen
des Gehäuses.
Nach der Fertigung des Grünkörpers des Gehäuses (1)
wurde in diesen eine feine Kerbe (2) in Höhe der
Mittellinie eingebracht. Die Durchgangsbohrungen (3)
dienen zur Aufnahme der Zuganker (4) und weisen in
ihren äußeren Enden Ausnehmungen (5) zur Aufnahme der
Zugankerköpfe (6) und der Muttern (8) auf.
Nach dem Sintervorgang wurde das Gehäuse (1) fertig
bearbeitet, d. h., daß die Zylinderbohrung (7), die
das Hahnküken aufnimmt, geschliffen wurde, wohingegen
die Durchflußbohrung (17) unbearbeitet blieb. Ebenso
wurden die äußeren Anschlußflächen (13) und die
Stirnflächen (14) geschliffen.
Nach der Fertigbearbeitung wurde das Gehäuse (1) einem
Waschvorgang unterzogen, wobei es auf eine erhöhte
Temperatur gebracht wurde. Mit dieser Temperatur wurde
es der Trennstation zugeführt, wo in Höhe und Richtung
definierte Wasserstrahlen mit einer niedrigen
Wassertemperatur auf die umlaufende Kerbe (2)
gerichtet wurden. Dadurch erfolgte eine Teilung des
Gehäuses (1) in ein Vordersegment (9) und ein
Hintersegment (10) unter Ausbildung einer Trennfläche
(11), die aufgrund der durch thermisch induzierte
Spannung vorgenommenen Teilung keinen Materialverlust
aufweist. Die Trennfläche (11) weist eine
materialspezifische feine Struktur auf, die ein
paßgenaues Zusammenfügen des Vordersegmentes (9) mit
dem Hintersegment (10) ermöglicht. Nachdem auf
mindestens eine der Trennflächen (11) eine Schicht aus
Kleb- oder Dichtmaterial (12) aufgebracht worden ist,
wurden die Segmente (9, 10) zusammengepaßt, die
Zuganker (4) in die Durchgangsbohrungen (3)
eingebracht und mittels der Muttern (8) verspannt.
In der Zylinderbohrung (13) wird das durch das
Zusammenpressen der Segmente (9, 10) austretende Kleb
oder Dichtmaterial (12) entfernt, desgleichen das zur
Außenseite des Gehäuses (1) austretende. Das Gehäuse
(1) ist im Anschluß daran einsatzfähig.
Statt des Aufbringens eines Klebers, der ggf. bei
entsprechend niedriger Beanspruchung auch ohne
Verbindung der Segmente (9, 10) durch Zuganker (4) zu
einem einsatzfähigen Bauteil führt, kann die
Trennfläche (11) auch mit einem Lot versehen werden,
d. h., daß das Vordersegment (9) mit dem Hintersegment
(10) verlötet wird. Eine weitere, in Fig. 9
dargestellte Alternative sieht vor, daß die
zusammengefaßten Segmente (9) und (10) mit einem
elastomeren Material (15) umhüllt und darin
einvulkanisiert werden. Ferner ist es möglich, die
Verbindung der Segmente (9, 10) durch Einschrumpfen in
Metallringe vorzunehmen oder, wie in Fig. 10 gezeigt,
durch das Anbringen von Spannbügeln (16), die an die
Stelle der Zuganker (4) treten, durchzuführen.
Claims (13)
1. Verfahren zum Fertigen von Bauteilen aus Sinterkeramik mit
verbesserter Thermoschockbeständigkeit,
gekennzeichnet durch die Kombination folgender
Verfahrensschritte:
- a) Fertigen des Bauteils als Grünkörper,
- b) Brennen des Grünkörpers zum fertig gesinterten Bauteil mit ggf. folgender Nachbearbeitung,
- c) Erzeugen einer thermisch induzierten Spannung im Bereich der am höchsten bruchgefährdeten Stelle des gesinterten Bauteils zum gezielten Trennen des Bauteils in einzelne Segmente,
- d) Verbindung der Segmente durch mechanische Mittel zum fertigen Bauteil, ggf. mit an schließender Nachbehandlung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß vor dem Sintern der Grünkörper im Bereich der
am höchsten bruchgefährdeten Stellen angeritzt
oder angekerbt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem gesinterten und erwärmten
Bauteil die zum Trennen notwendige thermisch
induzierte Spannung durch einen auf die
bruchgefärdeten Sellen des Bauteils gerichteten
kalten Wasserstrahl erzeugt wird.
4. Verfahrenn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bauteil nach der Sinterung
auf die zum Trennen erforderliche Temperatur
abgekühlt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Bauteil bei einer geeigneten
Temperatur gewaschen und durch einen auf die
bruchgefährdeten Stellen des erwärmten Bauteils
gerichteten kalten Wasserstrahl dieser Bereich
großflächig abgeschreckt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Abschrecken des Bauteils
Flüssigkeiten, Sole oder ein kalter Gasstrom
eingesetzt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Segmente durch Kleben zum
Bauteil zusammengefügt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Segmente durch Verlöten zum
Bauteil zusammengefügt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Segmente durch
Einvulkanisieren zu einem Bauteil zusammengefügt werden.
10.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Segmente durch Zuganker zu
einem Bauteil zusammengefügt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Segmente durch Aufschrumpfen
von Metallkomponenten zu einem Bauteil
zusammengefügt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Segmente durch Spannbügel zu
einem Bauteil zusammengefügt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Segmente
ein Dichtungsmaterial eingebracht wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904016946 DE4016946A1 (de) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Verfahren zum fertigen von bauteilen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904016946 DE4016946A1 (de) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Verfahren zum fertigen von bauteilen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4016946A1 DE4016946A1 (de) | 1991-11-28 |
DE4016946C2 true DE4016946C2 (de) | 1993-08-26 |
Family
ID=6407221
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904016946 Granted DE4016946A1 (de) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Verfahren zum fertigen von bauteilen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4016946A1 (de) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4086311A (en) * | 1977-03-09 | 1978-04-25 | General Electric Company | Methods for increasing the crushability characteristics of cores for casting advanced superalloy materials |
JPS5919906B2 (ja) * | 1979-08-06 | 1984-05-09 | 日本鋼管株式会社 | 熱的スポ−リングの防止方法 |
GB2068355B (en) * | 1979-12-26 | 1983-09-01 | Okazaki K | Method of manufacturing interconnected porous ceramics |
DE3824835A1 (de) * | 1988-07-21 | 1990-01-25 | Kempten Elektroschmelz Gmbh | Verfahren zur herstellung von gruenkoerpern durch formgebung von sinterfaehigen keramischen massen auf basis von siliciumnitrid |
-
1990
- 1990-05-25 DE DE19904016946 patent/DE4016946A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4016946A1 (de) | 1991-11-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0638147B1 (de) | Verfahren zum herstellen eines bauteils mit wenigstens einer geteilten lauffläche für wälzkörper | |
DE3524761C2 (de) | ||
WO2008104249A1 (de) | RUNDSCHAFTMEIßEL | |
DE2815968A1 (de) | Walzenaufsatz fuer transportwalzen | |
EP0600824A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Diamantbohrkronen | |
DE4016946C2 (de) | ||
DE10205588B4 (de) | Zündkerze mit einem höheren Verschleißwiderstand an der Mittelelektrode, und Verfahren zum Herstellen derselben | |
EP0414280B1 (de) | Sägeseilverschluss | |
DE102010012476A1 (de) | Trennbare Laufbahnhülsen | |
DE19645691C2 (de) | Kurbelwellenlager für Kolbenmaschinen, insbesondere V-Motoren | |
EP1476262A2 (de) | Giesswalze und verfahren zur herstellung einer giesswalze | |
DE3214093A1 (de) | Kolben fuer verbrennungskraftmaschinen mit einem seine brennraumnahen wandteile abdeckenden einsatz | |
DE112011100606B4 (de) | Turbinenrad und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE3728142C2 (de) | ||
DE3737358C2 (de) | ||
DE202004018828U1 (de) | Geschmiedeter Spannsatz | |
DE19547226B4 (de) | Faserverstärktes Leichtmetallbauteil | |
DE102007037148B4 (de) | Verschleißkörper für eine Betonpumpe und Verfahren zur Herstellung eines Verschleißkörpers für eine Betonpumpe | |
DE102019112223A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines bruchgetrennten Pleuels | |
DE102017126919A1 (de) | Entgratwerkzeug | |
EP4086427B1 (de) | Regeneratlonsbohrgestänge und verfahren zu dessen herstellung | |
EP0859437A1 (de) | Verfahren zum Anbringen einer Masseelektrode am Zündkerzenkörper einer Zündkerze | |
DE102021002424A1 (de) | Regenerationsbohrgestänge und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE605950C (de) | Verfahren zum Aufschrumpfen von einander umfassenden metallischen Koerpern | |
DE19959331A1 (de) | Trinkglas aus verschiedenen Materialien |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: STORA FELDMUEHLE AG, 4000 DUESSELDORF, DE |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: CERASIV GMBH INNOVATIVES KERAMIK-ENGINEERING, 7310 |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |