DE973831C - Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von verwickelten Werkstuecken - Google Patents

Description

Neben dem in der Pulvermetallurgie heute vorwiegend üblichen Kaltpressen von Metallpulver kennt man auch das sogenannte Heißpressen, das auch als Warmdruckverdichten oder Warmnachverdichten bezeichnet wird. Man geht dabei jvon Kaltpreßlingen oder Fertigsinterkörpern (gesinterten Kaltpreßlingen) aus und unterwirft diese Körper einem zweiten Preßvorgang in der Hitze. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, das Heißpressen nach Art des Gesenkpressens vorzunehmen,

indem man außerhalb der Matrize vorgewärmte Preßlinge im Gesenk zu Gleitlagerringen preßt.

Man hat beim Heißpressen bisher dem Vorpreßling eine Form gegeben, die der des fertigen Stückes schon möglichst angenähert war. Dies bedingte, daß man zur Herstellung komplizierterer Teile auch dem Vorpreßling besondere Formen erteilen mußte.

Es ist bereits ein Verfahren bekannt, nach dem Formkörper aus hartem, bei erhöhter Temperatur

formbarem Material dadurch hergestellt werden, daß ein Körper aus dem genannten Material bis mindestens nahe an die Erweichungstemperatur erhitzt und durch schlagartig ausgeübten Druck eines kolbenförmigen Preßstempels in einen vom Stempel nicht bestrichenen Formraum getrieben wird. Dieses Verfahren wird so durchgeführt, daß bei der Formgebung praktisch keine Abkühlung der zu formenden Körper unter ihre Erweichungstemperatur stattfindet. Da der Formraum nicht vom Stempel bestrichen wird, ist hier ein Auseinanderbauen der Form in jedem Fall erforderlich, um den inzwischen erstarrten Formling freizulegen. Dieses Verfahren stellt keinen Schmiedeprozeß und kein Gesenkschmieden dar und arbeitet mit einem Preßstempel mit glatter Unterseite.

Die Erfindung besteht nun darin, daß zur pulvermetallurgischen Herstellung von verwickelten Werkstücken durch Heißpressenjran_ vorerhitzten Kaltpxeßlingen oder Fertigsinterkörpern Vorpreßlinge oder Fertigsinterkörper von zylindrischer, prismatischer oder parallelepipedischer Form in einer vom Preßstempel bestrichenen Matrize in einem Arbeitsgang zu den gewünschten Werkes stücken gepreßt werden. Man kommt also für das Kaltpressen mit einfachen, leicht und ohne großen Aufwand an Material herzustellenden Matrizen aus, und auch die Preßlinge lassen sich leichter pressen und auspressen als bei komplizierten Formen. Um z. B. ein Zahnrad herzustellen, wird man auf das zentrische Loch und die Zähne beim Vorpreßling verzichten können, und von einem einfachen zylindrischen Preßling ausgehen. Der Durchmesser dieses Preßlings kann kleiner sein als der Durchmesser des fertigen Rades im Zahngrund. Als weiteres Beispiel sei erwähnt, daß man für die Herstellung von Büchsen keine büchsenförmigen Vorpreßlinge benötigt, sondern auch in diesem Falle von einfachen vollzylindrischen Preßkörpern ausgeben kann. Der Durchmesser der Preßlinge kann dabei so groß sein, wie die Matrizenform es gestattet, er kann aber auch wesentlich unter dem Matrizendurchmesser liegen.

Bei dem heute in der Technik üblichen KaItpressen ist nur die Herstellung von verhältnismäßig einfach geformten Stücken möglich. Will man Stücke herstellen, die in ihren verschiedenen Teilen in der Preßrichtung verschiedene Wandstärken aufweisen, so ist dies mit Hilfe eines einfachen Stempels nicht möglich, weil in den verschiedenen dicken Teilen eine verschieden starke Verdichtung des Pulvers erfolgt. Die in der Preßrichtung dickeren Stellen haben dann eine geringere Dichte als die dünneren. Man kennt zwar heute Verfahren, dieser Schwierigkeit durch Anwendung eines verschiedenen Füllvolumens für die einzelnen Teile des Preßstückes zu begegnen, doch erfordert diese Preßtechnik einen erheblichen technischen Aufwand. Große, den Stempeldurchmesser wesent-Hch überschreitende Dicken des Preßlings in der Preßrichtung werden beim Kaltpressen überhaupt vermieden, weil die Verdichtung zu ungleichmäßig ist. Auch durch Anwendung von zwei von oben und unten wirkenden Stempeln läßt sich dieser Nachteil nicht völlig beseitigen.

Es hat sich nun gezeigt, daß es beim Heißpressen von vorerhitzten Kaltpreßlingen oder Fertigsinterkörpern in einer Matrize unter erfindungsmäßiger Verwendung von Vorpreßlingen mit zylindrischer, prismatischer oder parallelepipedischer Form möglich ist, auch solche Stücke in einfacher Weise herzustellen, die an verschiedenen Stellen in der Preßrichtung unterschiedliche Materialdicke aufweisen. Dabei kann die größte Wandstärke in der Preßrichtung ein Mehrfaches der geringsten betragen. Es lassen sich beispielsweise Büchsen herstellen, deren Wandhöhe zehnmal so groß ist wie die Bodendicke. Auf diese Weise wird es möglich, Lagerbüchsen für Gleitlager oder Kolben für Verbrennungsmotoren und Maschinenteile verschiedenster Art durch Heißpressen im Gesenk zu erzeugen.

Weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Dichte der verwendeten Vorpreßlinge und Fertigsinterkörper. Bei dem bisher bekannten Vorgehen hat man sich bemüht, durch das> erste Pressen in der Kälte schon eine weitgebende Vorverdichtung des Materials herbeizuführen. Das Heißpressen hatte dann, wie schon der Ausdruck »Warmnachverdichten« erkennen läßt, den Zweck, die im ersten Preßgang vorgenommene Verdichtung weiterzuführen und noch zu steigern.

Demgegenüber hat sich gezeigt, daß das Heißpressen im Gesenk auch dann vorteilhaft durchzuführen ist, wenn das Vormaterial durch den Stempel wieder zerdrückt wird. Es ist sogar zweckmäßig, die Vorpreßlinge mit einem möglichst geringen Druck herzustellen. Dieser Druck kann zahlenmäßig sehr verschieden sein, weil er von der Art des verwendeten Pulvers (chemische Zusammensetzung, Kornform, Korngröße) und der Form und Größe des Preßlings abhängt. Er wird dadurch bestimmt, daß die Preßlinge so beschaffen sein müssen, daß sie sich, ohne auseinanderzufallen oder zu zerbrechen, aus der Form pressen und sich z. B. zwecks Einbringung in den Ofen mit oder ohne Werkzeug handhaben lassen. Die Porösität der Preßlinge soll demgemäß möglichst hoch sein. Das Porenvolumen soll mehr als 30% des Gesamtvolumens betragen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von verwickelten Werkstücken durch Heißpressen von vorerhrtzten Kaltpreßlingen oder Fertigsinterkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß Vorpreßlinge oder Fertigsinterkörper von zylindrischer, prismatischer oder parallelepipedischer Form in einer vom Preßstempel bestrichenen Matrize in einem Arbeitsgang zu den gewünschten Werkstücken gepreßt werden.

2. Verwendung des Verfahrens nach An-Spruch ι zur Herstellung von Stücken, die in

der Preßrichtung Unterschiede in der Wandstärke aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der^Kaltpreßljng mit einem möglichst geringen, zur Erzielung eines zusammenhängenden Preßlings ausreichenden Druck kalt vorgepreßt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltpreßling oder Fertigsinterkörper mehr als 30% Porenvolumen aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 194805; USA.-Patentschrift Nr. 1951 133; Buch von Kieffer und Hotop : »Pulvermetallurgie und Sinterwerkstoffe«, 1943, S. 2, 46, 48, 58, 321.

© 009 532/19 6.60