EP0327064A2 - Process for preparing articles by powder metallurgy, especially elongated articles such as rods, sections, tubes or such - Google Patents

Process for preparing articles by powder metallurgy, especially elongated articles such as rods, sections, tubes or such Download PDF

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EP0327064A2
EP0327064A2 EP89101731A EP89101731A EP0327064A2 EP 0327064 A2 EP0327064 A2 EP 0327064A2 EP 89101731 A EP89101731 A EP 89101731A EP 89101731 A EP89101731 A EP 89101731A EP 0327064 A2 EP0327064 A2 EP 0327064A2
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powder
heated
metal
blank
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ANVAL NYBY POWDER AB
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22F3/20—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/1208—Containers or coating used therefor

Definitions

  • the invention relates to a method for producing powder-metallurgical objects, in particular elongated objects, such as rods, profiles, pipes or the like, in which powder made of metal and / or metal alloys of high hardness, in particular tool steel or high-speed steel powder, is filled into a thin-walled capsule which The capsule is then sealed airtight, heated and isostatically pressed to produce a blank, which is then thermoformed, in particular extruded, to give the end product.
  • Such a method is e.g. B. from DE-C-35 30 741 known.
  • a powder density of a maximum of 75% of the theoretical density can be achieved with conventional cold isostatic pressing. Due to the hardness of the metal powder used here, a close bond between the capsule material and the adjacent metal powder cannot be achieved with isostatic pressing with the result that the relatively soft capsule material forms folds or "wrinkles" during extrusion. This phenomenon results in surface cracks in the end product, which appear after the capsule material has been removed.
  • AT-A-377 718 describes a process for producing products from tool steel powder, the powder being introduced into a capsule, the capsule being airtight, heated and then the capsule filled with powder being extruded, the capsule being airtight to a temperature of Heated from 700 ° C to 1000 ° C, the air access to the capsule is released again and the capsule is subsequently heated to a temperature of 1050 ° C 1200 ° C.
  • it is still necessary to anneal the extruded rods for several hours in order to then gradually step them down to a lower temperature and then continue to cool uncontrolled in air.
  • This procedure also proves to be relatively complex, although it appears questionable to open the capsule again after heating to a temperature of 700 ° C. to 1000 ° C. in order to then heat it to an even higher temperature. With this procedure there is an increased risk of oxidation, so that the feasibility of this process is doubtful.
  • the present invention has for its object to provide a method of the type mentioned, with the defect-free or crack-free objects, in particular elongated objects using powder made of metal and / or metal alloys of high hardness, in particular from tool steel in a simple manner. or high-speed steel powder.
  • the cooling time is noticeably longer than the soaking time and the time during which the capsule is increased Temperature is maintained.
  • the capsule is preferably cooled to about 3 to 5 hours.
  • the capsule can be cooled to ambient temperature by heating the capsule and keeping it at an elevated temperature. This results in an extremely "gentle" cooling, ie a relatively slow cooling rate without a deterrent effect.
  • the cold isostatic pressing of the capsule is expediently carried out at a pressure of approximately 4500 to 5500 bar. At these pressures, the metal powder, which has already been made relatively compliant by the thermal pretreatment, is compacted sufficiently to obtain fault-free products during the subsequent hot forming.
  • the press blank should be kept at elevated temperature for a longer time, preferably up to 4 to 5 hours.
  • the tool steel powder with an average particle size of 125 ⁇ and maximum particle size of approximately 600 ⁇ was filled into a thin-walled capsule made of low-carbon steel with a diameter of 120 mm and a length or height of 600 mm.
  • the capsule was then closed and subjected to cold isostatic pressure, namely at a pressure of approximately 5000 bar.
  • a powder density of approximately 75% of the theoretical density was achieved.
  • the press blank was then heated to the hot forming temperature. Then the blank was extruded. The end product showed unacceptable cracks and had to be evaluated as a committee. The application of a higher pressure during cold isostatic pressing did not lead to a better result.
  • the tool steel powder according to Example 1 was also filled into a capsule according to Example 1.
  • the capsule was then sealed airtight. Then the capsule was heated to 1150 ° C. until the capsule was continuously at this temperature. The capsule was kept at this temperature for about 1 hour. Then there was a slow cooling, namely oven cooling. The cooling down to ambient temperature stretched over 4 hours.
  • the capsule was then cold isostatically pressed and extruded. A cold density of about 80% of the theoretical density was obtained by the cold isostatic pressing. A higher density was not necessary despite the use of tool steel powder, which has a relatively high resistance to deformation not only at a low but also at a high temperature. Despite this property of the metal powder used, the theoretical density was obtained in the end product. Furthermore, the end product showed no defects, ie no cracks.
  • the capsule filled with tool steel powder according to Example 1 was cold-isostatically compressed after airtight sealing, to achieve a powder density of about 75% of the theoretical density.
  • This green compact was then heated to 1150 ° C. After complete heating, the press blank was held at this temperature for about 1 hour. Then slow cooling followed. The cooling time in the oven was about 3 hours. After this treatment, the powder density was approximately 80% of the theoretical density. The extrusion of the pressed blank then took place. The final product had theoretical density and showed no defects, especially cracks.
  • the carbon content of the metal powder is not particularly critical when using the methods described above, i. H. Metal powder with a high carbon content can also be processed into perfect end products using powder metallurgy.

Abstract

In a process for producing powder-metallurgical articles, especially elongate articles such as rods, sections, tubes or the like, powder of metal and/or metal alloys of high hardness, especially tool steel powder or high-speed steel powder, is filled into a thin-walled capsule, the capsule is then sealed air-tight, heated and isostatically pressed to produce a blank which is then hot-formed, especially extruded, to give the end product. In a first alternative, the capsule sealed air-tight is first heated to a temperature of more than 1000 DEG C. After the capsule has been fully heated through, it is held for a prolonged period at an elevated temperature. The capsule is then slowly cooled for cold-isostatic pressing before the final forming. Alternatively, the capsule is first cold-isostatically pressed after the air-tight sealing. The pressed blank is then heated to a temperature of more than 1000 DEG C. After the pressed blank has been fully heated through, it is held for a prolonged period at an elevated temperature and is then, either immediately or after prior cooling, hot-formed, especially extruded.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung pulver­metallurgischer Gegenstände, insbesondere langgestreckter Gegenstände, wie Stangen, Profile, Rohre od. dgl., bei dem Pulver aus Metall und/oder Metallegierungen hoher Härte, insbesondere Werkzeugstahl- oder Schnellstahlpulver, in eine dünnwandige Kapsel eingefüllt, die Kapsel anschließend luftdicht verschlossen, erwärmt und unter Herstellung eines Rohlings isostatisch verpreßt wird, der dann zum Endprodukt warmverformt, insbesondere stranggepreßt wird.The invention relates to a method for producing powder-metallurgical objects, in particular elongated objects, such as rods, profiles, pipes or the like, in which powder made of metal and / or metal alloys of high hardness, in particular tool steel or high-speed steel powder, is filled into a thin-walled capsule which The capsule is then sealed airtight, heated and isostatically pressed to produce a blank, which is then thermoformed, in particular extruded, to give the end product.

Ein derartiges Verfahren ist z. B. aus der DE-C-35 30 741 bekannt. Versuche haben gezeigt, daß man mit dem bekannten Verfahren bei Verwendung von Werkzeugstahl- oder Schnell­stahlpulver keine fehlerfreie, insbesondere rißfreie Endpro­dukte erhält. Dies liegt an der geringen Verformbarkeit des verwendeten Metallpulvers, bei dem sich unter üblicher kalt­isostatischer Verpressung eine Pulverdichte von maximal 75 % der theoretischen Dichte erreichen läßt. Aufgrund der Härte des hier zur Anwendung kommenden Metallpulvers läßt sich bei isostatischer Verpressung auch keine enge Bindung zwischen dem Kapselmaterial und angrenzenden Metallpulver erzielen mit der Folge, daß beim Strangpressen das relativ weiche Kapselmaterial Falten bzw. "Runzeln" bildet. Diese Erschei­nung hat Oberflächenrisse am Endprodukt zur Folge, die nach Entfernen des Kapselmaterials zum Vorschein kommen.Such a method is e.g. B. from DE-C-35 30 741 known. Experiments have shown that with the known method when using tool steel or high-speed steel powder no fault-free, in particular crack-free end products are obtained. This is due to the low deformability of the metal powder used, in which a powder density of a maximum of 75% of the theoretical density can be achieved with conventional cold isostatic pressing. Due to the hardness of the metal powder used here, a close bond between the capsule material and the adjacent metal powder cannot be achieved with isostatic pressing with the result that the relatively soft capsule material forms folds or "wrinkles" during extrusion. This phenomenon results in surface cracks in the end product, which appear after the capsule material has been removed.

In Kenntnis der aufgezeigten Probleme wird in der SE-A-442 486 vorgeschlagen, Pulver aus Schnellstahl zunächst auf eine Temperatur von 850 °C bis 900 °C zu erwärmen, und zwar in nichtoxidierender Umgebung. Anschließend wird der dabei erhaltene "Pulverkuchen" mechanisch wieder pulveri­siert, nämlich gemahlen. Dann erfolgt eine erneute Erwärmung des Pulvers auf eine Temperatur von 850 °C bis 900 °C. Mittels eines Formwerkzeuges wird dann das derart vorbehan­delte Pulver zu einem Rohling verpreßt. Dieser wird anschließend bei einer Temperatur von 1150 °C bis 1250 °C gesintert, und zwar so lange, bis die sogenannte "kommuni­zierende Porosität" im Preßling eliminiert ist, d. h. ein geschlossenporiger Preßling erhalten ist. Dann erfolgt eine warmisostatische Endverpressung auf eine Dichte von praktisch 100 % bzw. theoretische Dichte. Es ist augen­scheinlich, daß es sich bei diesem bekannten Verfahren zur Herstellung pulvermetallurgischer Gegenstände um einen relativ aufwendigen Prozeß handelt, der sich zur Herstellung langgestreckter Gegenstände ohnehin nicht eignet.Knowing the problems shown, it is proposed in SE-A-442 486 to first heat high-speed steel powder to a temperature of 850 ° C. to 900 ° C., in a non-oxidizing environment. The "powder cake" obtained is then mechanically pulverized again, namely ground. Then the powder is reheated to a temperature of 850 ° C to 900 ° C. The powder pretreated in this way is then pressed into a blank using a molding tool. This is then sintered at a temperature of 1150 ° C to 1250 ° C until the so-called "communicating porosity" in the compact is eliminated, i. H. a closed-pore compact is preserved. Then a warm isostatic final compression takes place to a density of practically 100% or theoretical density. It is evident that this known method for producing powder-metallurgical articles is a relatively complex process which is not suitable for the production of elongated articles anyway.

Die AT-A-377 718 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von Erzeugnissen aus Werkzeugstahlpulver, wobei das Pulver in eine Kapsel eingefüllt, diese luftdicht abgeschlossen, erwärmt und anschließend die mit Pulver gefüllte Kapsel stranggepreßt wird, wobei die luftdicht abgeschlossene Kapsel bis auf eine Temperatur von 700 °C bis 1000 °C erwärmt, der Luftzutritt in die Kapsel wieder freigegeben und die Kapsel darauffolgend bis auf eine Temperatur von 1050 °C 1200 °C erwärmt wird. Offenbar ist es bei dem bekannten Verfahren noch erforderlich, die stranggepreßten Stangen für mehrere Stunden zu glühen, um sie anschließen zunächst schrittweise auf eine niedrigere Temperatur und dann unkontrolliert an Luft weiter abzukühlen. Auch diese Vorgehensweise stellt sich als relativ aufwendig dar, wobei es bedenklich erscheint, die Kapsel nach Erwärmung auf eine Temperatur von 700 °C bis 1000 °C wieder zu öffnen, um sie dann auf eine noch höhere Temperatur zu erwärmen. Bei dieser Vorgehensweise besteht erhöhte Oxidationsgefahr, so daß die Ausführbarkeit dieses Verfahrens durchaus zweifelhaft ist.AT-A-377 718 describes a process for producing products from tool steel powder, the powder being introduced into a capsule, the capsule being airtight, heated and then the capsule filled with powder being extruded, the capsule being airtight to a temperature of Heated from 700 ° C to 1000 ° C, the air access to the capsule is released again and the capsule is subsequently heated to a temperature of 1050 ° C 1200 ° C. Apparently, in the known method, it is still necessary to anneal the extruded rods for several hours in order to then gradually step them down to a lower temperature and then continue to cool uncontrolled in air. This procedure also proves to be relatively complex, although it appears questionable to open the capsule again after heating to a temperature of 700 ° C. to 1000 ° C. in order to then heat it to an even higher temperature. With this procedure there is an increased risk of oxidation, so that the feasibility of this process is doubtful.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich in einfacherer Weise fehler- bzw. rißfreie Gegenstände, insbesondere langgestreckte Gegenstände unter Verwendung von Pulver aus Metall und/oder Metallegierungen hoher Härte, insbesondere aus Werkzeugstahl- oder Schnellstahlpulver, herstellen lassen.The present invention has for its object to provide a method of the type mentioned, with the defect-free or crack-free objects, in particular elongated objects using powder made of metal and / or metal alloys of high hardness, in particular from tool steel in a simple manner. or high-speed steel powder.

Diese Aufgabe wird zum einen nach dem kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1, und zum anderen bzw. alternativ nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 9 gelöst.This object is achieved on the one hand according to the characterizing features of claim 1, and on the other hand or alternatively according to the characterizing features of claim 9.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird vor der Warmver­formung, insbesondere Extrusion der Kapsel eine Pulverdichte von über 75 % der theoretischen Dichte erzielt. Trotz dieser niedrigen Pulverdichte wird aufgrund der übrigen erfindungs­gemäßen Maßnahmen ein rißfreies Endprodukt erhalten. Das relativ harte Pulver wird durch die erfindungsgemäßen Maß­nahmen regelrecht "gefügig" für die Warmverformung gemacht. Überraschenderweise lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einwandfreie Endprodukte selbst dann erhalten, wenn das verwendete Pulver aus Metall und/oder Metallegie­rungen besteht, die einen Kohlenstoffgehalt von bis zu 2,5 Gew.-% aufweisen.By means of the measures according to the invention, a powder density of over 75% of the theoretical density is achieved before the hot molding, in particular extrusion of the capsule. Despite this low powder density, a crack-free end product is obtained due to the other measures according to the invention. The relatively hard powder is made "compliant" for hot working by the measures according to the invention. Surprisingly, perfect end products can be obtained with the process according to the invention even if the powder used consists of metal and / or metal alloys which have a carbon content of up to 2.5% by weight.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 1 ist es von Vorteil, wenn die Abkühlungszeit merklich länger ist als die Durchwär­mungszeit sowie die Zeit, während der die Kapsel bei erhöhter Temperatur gehalten wird. Vorzugsweise beträgt die Abküh­lungszeit der Kapsel etwa 3 bis 5 Stunden. Die Abkühlung der Kapsel auf Umgebungstemperatur kann im Ofen erfolgen, in dem die Kapsel erwärmt und auf erhöhter Temperatur gehalten wurde. Dadurch erzielt man eine äußerst "sanfte" Abkühlung, d. h. relativ geringe Abkühlungs-Geschwindigkeit ohne Abschreckungseffekt.In the method according to claim 1, it is advantageous if the cooling time is noticeably longer than the soaking time and the time during which the capsule is increased Temperature is maintained. The capsule is preferably cooled to about 3 to 5 hours. The capsule can be cooled to ambient temperature by heating the capsule and keeping it at an elevated temperature. This results in an extremely "gentle" cooling, ie a relatively slow cooling rate without a deterrent effect.

Die kaltisostatische Pressung der Kapsel wird zweckmäßiger­weise bei einem Druck von etwa 4500 bis 5500 Bar durchge­führt. Das durch die thermische Vorbehandlung bereits relativ gefügig gemachte Metallpulver erfährt bei diesen Drücken eine ausreichend hohe Kompaktierung, um beim anschließenden Warmverformen fehlerfreie Produkte zu erhalten.The cold isostatic pressing of the capsule is expediently carried out at a pressure of approximately 4500 to 5500 bar. At these pressures, the metal powder, which has already been made relatively compliant by the thermal pretreatment, is compacted sufficiently to obtain fault-free products during the subsequent hot forming.

Erfolgreiche Versuche wurden durchgeführt mit einem Pulver aus Metall und Metallegierungen, welches bzw. welche einen Kohlenstoffgehalt von wenigstens 0,5 bis 0,85 Gew.-%, insbe­sondere mindestens 1,1 bis zu 2,5 Gew.-% aufweist bzw. aufweisen. Die durchschnittliche Partikelgröße betrug etwa 125 µ bei maximaler Partikelgröße von 600 - 800 µ. Das Längen-Durchmesserverhältnis der mit Pulver gefüllten Kapsel betrug bei den durchgeführten Versuchen etwa (4-5) : 1, wobei Kapseln verwendet worden sind mit Längen von 600 bis 1100 mm und einem Durchmesser von 120 bis 236 mm.Successful tests have been carried out with a powder of metal and metal alloys which has a carbon content of at least 0.5 to 0.85% by weight, in particular at least 1.1 to 2.5% by weight . The average particle size was approximately 125 µ with a maximum particle size of 600 - 800 µ. The length-diameter ratio of the capsule filled with powder was approximately (4-5): 1 in the tests carried out, capsules having lengths of 600 to 1100 mm and a diameter of 120 to 236 mm being used.

Bei dem Alternativverfahren nach Anspruch 9 zur Lösung der gestellten Aufgabe ist es nicht immer erforderlich, den Preßrohling vor der Warmverformung abzukühlen. Gute Ergeb­nisse wurden auch dann erzielt, wenn unmittelbar nach Halten des Preßrohlings auf erhöhter Temperatur von über 1000 °C die Warmverformung eingeleitet worden ist.In the alternative method according to claim 9 to solve the problem, it is not always necessary to cool the press blank prior to hot forming. Good results have also been achieved if the hot forming has been initiated immediately after holding the press blank at an elevated temperature of over 1000 ° C.

Beim Alternativverfahren nach Anspruch 9 sollte im Vergleich zum Verfahren nach Anspruch 1 der Preßrohling für eine längere Zeit auf erhöhter Temperatur gehalten werden, und zwar vorzugsweise bis zu 4 bis 5 Stunden.In the alternative method according to claim 9, compared to the method according to claim 1, the press blank should be kept at elevated temperature for a longer time, preferably up to 4 to 5 hours.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Vergleichsbeispielen näher erläutert:The method according to the invention is explained in more detail below on the basis of comparative examples:

1. Alternative:1. Alternative: Beispiel 1:Example 1:

Ein langgestrecktes Profil aus Werkzeugstahlpulver mit folgender Zusammensetzung (in Gew.-%):
C = 0,85; W = 6,0; Mo = 5,0; Cr = 4,0 ; V = 2,0; Fe = Rest, wurde erfindungsgemäß folgendermaßen hergestellt:An elongated profile made of tool steel powder with the following composition (in% by weight):
C = 0.85; W = 6.0; Mo = 5.0; Cr = 4.0; V = 2.0; Fe = rest was produced according to the invention as follows:

Das Werkzeugstahlpulver mit einer durchschnittlichen Teil­chengröße von 125 µ und maximalen Teilchengröße von etwa 600 µ wurde in eine dünnwandige Kapsel aus kohlenstoffarmen Stahl mit einem Durchmesser von 120 mm und einer Länge bzw. Höhe von 600 mm gefüllt. Anschließend wurde die Kapsel ver­schlossen und einer kaltisostatischen Pressung ausgesetzt, und zwar bei einem Druck von etwa 5000 Bar. Dabei wurde eine Pulverdichte von etwa 75 % der theoretischen Dichte erzielt.The tool steel powder with an average particle size of 125 μ and maximum particle size of approximately 600 μ was filled into a thin-walled capsule made of low-carbon steel with a diameter of 120 mm and a length or height of 600 mm. The capsule was then closed and subjected to cold isostatic pressure, namely at a pressure of approximately 5000 bar. A powder density of approximately 75% of the theoretical density was achieved.

Anschließend erfolgte eine Erwärmung des Preßrohlings auf die Warmverformungstemperatur. Dann wurde der Rohling extrudiert. Das Endprodukt wies unzulässige Risse auf und mußte als Ausschuß gewertet werden. Auch die Anwendung eines höheren Drucks bei der kaltisostatischen Pressung führte zu keinem besseren Ergebnis.The press blank was then heated to the hot forming temperature. Then the blank was extruded. The end product showed unacceptable cracks and had to be evaluated as a committee. The application of a higher pressure during cold isostatic pressing did not lead to a better result.

Beispiel 2:Example 2:

Das Werkzeugstahlpulver gemäß dem Beispiel 1 wurde in eine Kapsel ebenfalls entsprechend Beispiel 1 eingefüllt. Anschließend wurde die Kapsel luftdicht verschlossen. Dann erfolgte eine Erwärmung der Kapsel auf 1150 °C, und zwar so lange, bis die Kapsel durchgehend diese Temperatur aufwies. Für etwa 1 Stunde wurde die Kapsel bei dieser Temperatur gehalten. Dann erfolgte eine langsame Abkühlung, und zwar Ofenabkühlung. Die Abkühlung auf Umgebungstemperatur erstreckte sich über 4 Stunden. Danach wurde die Kapsel kaltisostatisch verpreßt und extrodiert. Durch die kaltiso­statische Pressung wurde eine Pulverdichte von etwa 80 % der theoretischen Dichte erhalten. Eine höhere Dichte war nicht erforderlich trotz Verwendung von Werkzeugstahlpulver, welches einen relativ hohen Deformationswiderstand nicht nur bei niedriger, sondern auch bei hoher Temperatur besitzt. Trotz dieser Eigenschaft des verwendeten Metallpulvers wurde beim Endprodukt die theoretische Dichte erhalten. Des weiteren wies das Endprodukt keine Fehler, d. h. keine Risse auf.The tool steel powder according to Example 1 was also filled into a capsule according to Example 1. The capsule was then sealed airtight. Then the capsule was heated to 1150 ° C. until the capsule was continuously at this temperature. The capsule was kept at this temperature for about 1 hour. Then there was a slow cooling, namely oven cooling. The cooling down to ambient temperature stretched over 4 hours. The capsule was then cold isostatically pressed and extruded. A cold density of about 80% of the theoretical density was obtained by the cold isostatic pressing. A higher density was not necessary despite the use of tool steel powder, which has a relatively high resistance to deformation not only at a low but also at a high temperature. Despite this property of the metal powder used, the theoretical density was obtained in the end product. Furthermore, the end product showed no defects, ie no cracks.

An dieser Stelle sei noch erwähnt, daß bei sämtlichen Versu­chen die Pulverpartikel etwa spherische Form aufwiesen; andernfalls wäre das Metallpulver nicht in der beschriebenen Weise verarbeitbar.At this point it should be mentioned that in all experiments the powder particles were approximately spherical in shape; otherwise the metal powder would not be processable in the manner described.

2. Alternative:2. Alternative: Beispiel 3:Example 3:

Die mit Werkzeugstahlpulver gemäß Beispiel 1 gefüllte Kapsel wurde nach luftdichtem Verschließen kaltisostatisch ver­preßt, und zwar unter Erzielung einer Pulverdichte von etwa 75 % der theoretischen Dichte. Dieser Rohpreßling wurde anschließend auf 1150 °C erwärmt. Nach vollständiger Durch­wärmung wurde der Preßrohling etwa 1 Stunde bei dieser Temperatur gehalten. Dann erfolgte eine langsame Abkühlung. Die Abkühlungszeit im Ofen betrug etwa 3 Stunden. Nach dieser Behandlung betrug die Pulverdichte ca. 80 % der theoretischen Dichte. Anschließend erfolgte die Extrusion des Preßrohlings. Das Endprodukt hatte theoretische Dichte und wies keine Fehler, insbesondere Risse auf.The capsule filled with tool steel powder according to Example 1 was cold-isostatically compressed after airtight sealing, to achieve a powder density of about 75% of the theoretical density. This green compact was then heated to 1150 ° C. After complete heating, the press blank was held at this temperature for about 1 hour. Then slow cooling followed. The cooling time in the oven was about 3 hours. After this treatment, the powder density was approximately 80% of the theoretical density. The extrusion of the pressed blank then took place. The final product had theoretical density and showed no defects, especially cracks.

Bei beiden Verfahrensalternativen ist es also nicht erfor­derlich, vor der Extrusion oder einer anderen Warmverformung eine Pulverdichte von mehr als 80 % der theoretischen Dichte vorzugeben, um fehlerfreie pulvermetallurgisch hergestellte Endprodukte mit einer Dichte von praktisch 100 % bzw. theoretischer Dichte zu erhalten.In the case of both process alternatives, it is therefore not necessary to specify a powder density of more than 80% of the theoretical density before extrusion or another hot deformation in order to produce defect-free powder metallurgy To obtain end products with a density of practically 100% or theoretical density.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, daß umso bessere Ergebnisse erzielt werden, je feiner bzw. kleiner die Pulverpartikel bemessen sind. Des weiteren sei noch betont, daß bei Anwendung der vorbeschriebenen Verfahren der Kohlen­stoffgehalt des Metallpulvers nicht besonders kritisch ist, d. h. auch Metallpulver mit hohem Kohlenstoffgehalt läßt sich pulvermetallurgisch zu einwandfreien Endprodukten verarbeiten.Finally, it should be pointed out that the finer or smaller the powder particles are, the better the results are achieved. Furthermore, it should be emphasized that the carbon content of the metal powder is not particularly critical when using the methods described above, i. H. Metal powder with a high carbon content can also be processed into perfect end products using powder metallurgy.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung pulvermetallurgischer Gegen­stände, insbesondere langgestreckter Gegenstände, wie Stangen, Profile, Rohre od. dgl., bei dem Pulver aus Metall und/oder Metallegierungen hoher Härte, insbeson­dere Werkzeugstahl- oder Schnellstahlpulver, in eine dünnwandige Kapsel eingefüllt, die Kapsel anschließend luftdicht verschlossen, erwärmt und unter Herstellung eines Rohlings isostatisch verpreßt wird, der dann zum Endprodukt warmverformt, insbesondere stranggepreßt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß
die Verfahrensstufen nach dem luftdichten Verschließen der Kapsel wie folgt sind: a) die luftdicht verschlossene Kapsel wird auf eine Temperatur von über 1000 °C, insbesondere bis zu 1100 °C - 1200 °C erwärmt; b) nach vollständiger Durchwärmung der Kapsel wird diese für eine vorbestimmte Zeit, die länger ist als die Zeit, die bis zur Durchwärmung der Kapsel vergeht, bei erhöhter Temperatur von über 1000 °C gehalten; c) anschließend wird die Kapsel langsam abgekühlt, um dann vor der Endverformung d) kaltisostatisch verpreßt zu werden unter Erzielung einer Pulverdichte von über 75 %, insbesondere bis zu etwa 78 % - 85 %, vorzugsweise etwa 80 % der theoretischen Dichte. 1. Process for the production of powder metallurgical objects, in particular elongated objects, such as rods, profiles, pipes or the like, in which the powder of metal and / or metal alloys of high hardness, in particular tool steel or high-speed steel powder, is filled into a thin-walled capsule, the capsule subsequently sealed airtight, heated and isostatically pressed to produce a blank, which is then thermoformed to the end product, in particular extruded, characterized in that
that
The process steps after the airtight sealing of the capsule are as follows: a) the airtight sealed capsule is heated to a temperature of over 1000 ° C, in particular up to 1100 ° C - 1200 ° C; b) after the capsule has been completely warmed through, the capsule is held at an elevated temperature of more than 1000 ° C. for a predetermined time which is longer than the time elapsing until the capsule is warmed up; c) then the capsule is slowly cooled, then before the final deformation d) to be cold isostatically pressed to achieve a powder density of over 75%, in particular up to about 78% - 85%, preferably about 80% of the theoretical density. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlungszeit merklich länger ist als die Durch­wärmungszeit sowie die Zeit, während der die Kapsel bei erhöhter Temperatur gehalten wird, insbesondere etwa das Zwei- bis Vierfache der Summe der beiden vorgenannten Zeiten beträgt.2. The method according to claim 1,
characterized in that the cooling time is markedly longer than the soaking time and the time during which the capsule is kept at an elevated temperature, in particular approximately two to four times the sum of the two aforementioned times. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die durchwärmte Kapsel für mindestens 1 h, insbesondere 1 - 2 h bei erhöhter Temperatur von über 1000 °C gehalten wird, und daß die Abkühlungszeit etwa 3 - 5 h, insbesondere etwa 4 h, beträgt.3. The method according to claim 1 or 2,
characterized in that the warmed-through capsule is held for at least 1 h, in particular 1 - 2 h, at an elevated temperature of over 1000 ° C, and in that the cooling time is about 3 - 5 h, in particular about 4 h. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung der Kapsel auf Umgebungstemperatur im Ofen erfolgt, in dem die Kapsel erwärmt und auf erhöhter Temperatur gehalten wurde.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
characterized in that the capsule is cooled to ambient temperature in the oven by heating the capsule and maintaining it at an elevated temperature. 5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die kaltisostatische Pressung bei einem Druck von etwa 4500 bis 5500 Bar durchgeführt wird.5. The method according to claim 1,
characterized in that the cold isostatic pressing is carried out at a pressure of about 4500 to 5500 bar. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,, daß ein Pulver aus Metall und/oder Metallegierungen verar­beitet wird, welches einen Kohlenstoffgehalt von wenigs­tens 0,5 - 0,85 Gew.-%, insbesondere mindestens 1,1 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 2,5 Gew.-% aufweist.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
characterized in that a powder of metal and / or metal alloys is processed which has a carbon content of at least 0.5-0.85% by weight, in particular at least 1.1% by weight, preferably up to 2.5% by weight .-% having. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß ein PUlver aus Metall und/oder Metallegierungen verar­beitet wird, dessen durchschnittliche Partikelgröße etwa 125 µ beträgt, wobei die maximale Partikelgröße 600 -­800 µ nicht übersteigt.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
characterized in that a powder made of metal and / or metal alloys is processed, the average particle size of which is approximately 125 µ, the maximum particle size not exceeding 600 -800 µ. 8. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver lin eine Kapsel eingefüllt wird, dessen Längen-Durchmesserverhältnis etwa (4-5) : 1 beträgt.8. The method according to claim 1,
characterized in that the powder is filled into a capsule, the length-diameter ratio of which is approximately (4-5): 1. 9. Verfahren zu Herstellung pulvermetallurgischer Gegenstände, insbesondere langgestreckter Gegenstände, wie Stangen, Profile, Rohre od. dgl., bei dem Pulver aus Metall und/oder Metallegierungen hoher Härte, insbeson­dere Werkzeugstahl- oder Schnellstahlpulver, in eine dünnwandige Kapsel eingefüllt, die Kapsel anschließend luftdicht verschlossen, erwärmt und unter Herstellung eines Rohlings isostatisch verpreßt wird, der dann zum Endprodukt warmverformt, insbesondere stranggepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verfahrensstufen nach dem luftdichten Verschließen der Kapsel wie folgt sind: a) die luftdicht verschlossene Kapsel wird kaltisosta­tisch verpreßt unter Erzielung einer Pulverdichte von etwa 70 - 75 % der theoretischen Dichte; b) der Preßrohling wird anschließend auf eine Temperatur von über 1000 °C, insbesondere bis zu 1100 °C -­1200 °C erwärmt; c) nach vollständiger Durchwärmung des Preßrohlings wird dieser für eine vorbestimmte Zeit, die länger ist als die Zeit bis zu Durchwärmung der Kapsel, bei erhöhter Temperatur von über 1000 °C gehalten; d) anschließend wird der Preßrohling entweder unverzüg­lich, d. h. ohne Abkühlung warmverformt, insbesondere stranggepreßt, oder vor der Warmverformung auf eine niedrigere Temperatur, insbesondere Umgebungstempera­tur, abgekühlt. 9. Process for the production of powder metallurgical objects, in particular elongated objects, such as rods, profiles, pipes or the like, in which the powder of metal and / or metal alloys of high hardness, in particular tool steel or high-speed steel powder, is filled into a thin-walled capsule, the capsule subsequently sealed airtight, heated and isostatically pressed to produce a blank, which is then thermoformed to the end product, in particular extruded, characterized in that
The process steps after the airtight sealing of the capsule are as follows: a) the airtight sealed capsule is cold isostatically pressed to achieve a powder density of about 70-75% of the theoretical density; b) the press blank is then heated to a temperature of over 1000 ° C, in particular up to 1100 ° C -1200 ° C; c) after complete warming of the pressed blank, the blank is held at an elevated temperature of over 1000 ° C for a predetermined time which is longer than the time until the capsule is heated; d) the pressed blank is then either immediately, ie thermoformed without cooling, in particular extruded, or cooled to a lower temperature, in particular ambient temperature, before the thermoforming. 10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die kaltisostatische Pressung bei einem Druck von etwa 4500 - 5500 Bar durchgeführt wird.10. The method according to claim 9,
characterized in that the cold isostatic pressing is carried out at a pressure of about 4500 - 5500 bar. 11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, daß der durchwärmte Preßrohling für mindestens 1 h, insbe­ sondere bis zu etwa 4 h, bei erhöhter Temperatur von über 1000 °C gehalten wird.11. The method according to claim 9 or 10,
characterized in that the heated blank for at least 1 h, esp in particular up to about 4 h, at an elevated temperature of over 1000 ° C. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulver aus Metall und/oder Metallegierungen verar­beitet wird, welches einen Kohlenstoffgehalt von wenigs­tens 0,5 - 0,85 Gew.-%, insbesondere mindestens 1,1 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 2,5 Gew.-%, aufweist.12. The method according to any one of claims 9 to 11,
characterized in that a powder of metal and / or metal alloys is processed which has a carbon content of at least 0.5-0.85% by weight, in particular at least 1.1% by weight, preferably up to 2.5% by weight. -%, having. 13. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulver aus Metall und/oder Metallegierungen verar­beitet wird, dessen durchschnittliche Partikelgröße etwa 125 µ beträgt, wobei die maximale Partikelgröße 600 -­800 µ nicht übersteigt.13. The method according to claim 9,
characterized in that a powder made of metal and / or metal alloys is processed, the average particle size of which is approximately 125 µ, the maximum particle size not exceeding 600 -800 µ. 14. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver in eine Kapsel eingefüllt wird, dessen Längen-Durchmesserverhältnis etwa (4-5) : 1 beträgt.14. The method according to claim 9,
characterized in that the powder is filled into a capsule, the length-diameter ratio of which is approximately (4-5): 1.
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