EP3570996A1 - Kontinuierliches strangpressverfahren für ein metallhaltiges schüttgut und metallpulverstrangpressanlage - Google Patents

Kontinuierliches strangpressverfahren für ein metallhaltiges schüttgut und metallpulverstrangpressanlage

Info

Publication number
EP3570996A1
EP3570996A1 EP17826221.8A EP17826221A EP3570996A1 EP 3570996 A1 EP3570996 A1 EP 3570996A1 EP 17826221 A EP17826221 A EP 17826221A EP 3570996 A1 EP3570996 A1 EP 3570996A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
extrusion
metal
cooled
temperature
bulk material
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.)
Pending
Application number
EP17826221.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Claudia Stadelmann
Markus BÖHM
Matthias Werblinski
Matthias List
Robert F. Singer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Neue Materialien Fuerth GmbH
Original Assignee
Neue Materialien Fuerth GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Neue Materialien Fuerth GmbH filed Critical Neue Materialien Fuerth GmbH
Publication of EP3570996A1 publication Critical patent/EP3570996A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • B22F3/03—Press-moulding apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/005—Continuous extrusion starting from solid state material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/01—Extruding metal; Impact extrusion starting from material of particular form or shape, e.g. mechanically pre-treated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/21—Presses specially adapted for extruding metal
    • B21C23/212—Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C29/00—Cooling or heating work or parts of the extrusion press; Gas treatment of work
    • B21C29/003—Cooling or heating of work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C29/00—Cooling or heating work or parts of the extrusion press; Gas treatment of work
    • B21C29/04—Cooling or heating of press heads, dies or mandrels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/17—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by forging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/18—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by using pressure rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/20—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring
    • B30B11/201—Roller-and-ring machines, i.e. with roller disposed within a ring and co-operating with the inner surface of the ring for extruding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/17—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by forging
    • B22F2003/175—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by forging by hot forging, below sintering temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
    • C22C49/02—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
    • C22C49/04—Light metals
    • C22C49/06—Aluminium

Definitions

  • the invention relates to a continuous extrusion process for a metal-containing bulk material for producing an extruded body, comprising the following steps:
  • Introducing the metal-containing bulk material into a press channel of a metal powder extrusion press which is delimited by a rotating extrusion wheel and press tool components, which comprise a gasket plate having an inlet region and a deflection region with a counter-holder and a feed plate,
  • metal-containing bulk material used in this application includes, inter alia, metal-containing powders, powder mixtures, granules, and chips, and may also be mixtures of metal powders with ceramic fibers or particles, that is, composites.
  • Components made of powder metallurgy materials can be used for example in the automotive industry, aerospace engineering and general engineering.
  • Continuous extrusion is a cost effective alternative to compact metal bulk materials, especially metal powders.
  • this process which is also referred to as the "conforming process”
  • Pressing processes have been developed to process granules or powders. It has been found that a stable process is difficult. An industrial use of such extrusion processes for metal-containing bulk materials therefore does not yet take place.
  • a conventional powder extruder suitable for the extrusion molding process comprises a rotary extrusion wheel with a circumferential groove and a stationary shoe comprising the feed plate arranged in the deflection region and the counter holder. At the opening having a feed plate, the die joins.
  • the crimping tool components forming the lead-in area and the deflection area extend over approximately one quarter of the circumference of the extrusion wheel.
  • the metal-containing bulk material in particular a metal-containing powder, is drawn into the inlet region and the deflection region by friction in the case of a rotating extrusion wheel. The metal-containing powder is thereby accumulated and compacted on the counter-holder.
  • the compacted powder is deflected at the anvil to the feed plate having the opening and to a die.
  • the individual cold powder particles weld into a fully compacted strand due to shear forces without the powder particles melting.
  • the friction and deformation forces that occur due to the rotation of the extrusion wheel generate the required temperatures and pressures for the continuous extrusion through the die.
  • WO 2008/003275 A1 describes a process for the production of molded parts from dispersion-hardened metal alloys.
  • Extrusion methods for metal powder mixtures are not yet implemented industrially, since usually no stable process control is possible.
  • powder adhesions occur in the area of the powder feed which clog the press channel and prevent a constant replenishment of the powder mixture. If the flow stress becomes too low during the extrusion process, complete compaction of the powder is not possible. It then builds on a sufficiently high pressure, which is required to completely weld particles of the metal-containing bulk material, in particular powder particles together.
  • the transported during the supply of the metal-containing bulk material flow per wheel revolution is reduced by the given bulk density.
  • the strand exit speeds therefore differ significantly from those with wire feed. This in turn causes longer residence times of the metal-containing, partially compacted bulk material in the pressure channel of the die, so that the risk of adhesions and thus pressing errors is higher on the sealing plates and on the die.
  • the invention is therefore based on the object to provide a continuous extrusion process for a metal-containing bulk material, which allows a stable process management.
  • an extruded body can be produced in a continuous process with high quality. It has been found that by cooling the inlet region of the press channel, powder adhering to the gasket plates can be avoided. This ensures a continuous powder feed and a uniform pressure build-up.
  • cooling of the pressing-tool components, in particular of the feeding plate causes a sufficiently high pressing pressure to be built up, which leads to break-up of oxide skins and welding of metal particles of the metal-containing bulk material.
  • a cooling in the area of the counter-holder would cause high compression pressures and increased chip formation, which may hinder or stop the entire process.
  • at least one pressing tool component arranged in the deflection region namely the feed plate and / or the counter holder, is or are cooled by means of or by means of the cooling device.
  • the pressing tool components form a pressing channel with the extrusion wheel.
  • the anvil deflects the flow of material through the feed plate to the die.
  • the extrusion process according to the invention can be carried out on a metal powder extrusion press with one or more, in particular two or three, sealing plates arranged in the circumferential direction.
  • a sealing plate is cooled to a temperature between 80 ° C and 130 ° C. This cooling ensures that powder adhesions are avoided and that a sufficiently high pressure is built up.
  • a gasket in the processing of aluminum or an aluminum alloy, is cooled to a temperature between 50 ° C and 100 ° C.
  • temperatures between about 300 ° C and 330 ° C.
  • at least the middle sealing plate is cooled in the case of a metal powder extrusion press having three sealing plates.
  • the first and / or the third sealing plate (seen in the circumferential direction) is cooled or become.
  • all three sealing plates can be cooled. If there are two sealing plates, one of the two sealing plates or alternatively both can be cooled.
  • the method according to the invention it is possible to cool both one or more sealing plates as pressing tool components arranged in the inlet region and also the feed plate and / or the counter holder as pressing tool components arranged in the deflection region.
  • the respectively cooled die components are selected in a process-optimizing manner, whereby the inlet area and optionally also in the deflection area can be set specifically a desired temperature profile.
  • At least one pressing tool component arranged in the deflection region, in particular the feed plate is cooled to a temperature between 310 ° C. and 380 ° C. In contrast, temperatures of more than 440 ° C. occur during a process without cooling.
  • At least one pressing tool component arranged in the deflection region, in particular the feed plate is cooled to a temperature between 340 ° C. and 420 ° C.
  • the anvil In addition to the cooling of one or more pressing tool components, it is also possible to cool the anvil.
  • the anvil is cooled to a temperature between 340 ° C and 430 ° C.
  • the counter-holder in the extrusion process of the present invention, in the processing of aluminum or an aluminum alloy, can be cooled to a temperature between 300 ° C and 380 ° C.
  • the die of the metal powder extrusion plant is not cooled. Instead, it is heated to a temperature between 370 ° C and 420 ° C during processing of copper or a copper alloy.
  • the die is heated to a temperature between 400 ° C and 430 ° C.
  • the specified temperature ranges are given by way of example for alloys containing copper or aluminum as the main constituent.
  • the process control in particular the temperature control must in each case depending on used alloy can be adjusted.
  • Other influencing factors include the particle size of the metallic bulk material, the particle roughness, the oxide content of the particles and the particle shape. If one of these factors is changed, the pressing behavior also changes, so that the temperature control must be adjusted.
  • the temperature range suitable for the processing is also dependent on the rotational speed of the extrusion wheel and its diameter and thus on the rotational speed.
  • the invention relates to a metal powder extrusion plant, which is designed for continuous extrusion of a metal-containing bulk material, with a pressing channel, which is delimited by an extrusion wheel and pressing tool components comprising a sealing plates having inlet region and a deflection region with a counter-holder and a feed plate.
  • the metal powder extrusion system according to the invention is characterized in that it has a cooling device with which at least one of the sealing plates arranged in the inlet region can be cooled.
  • a preferred development of the metal powder extrusion press according to the invention provides that it comprises a controller, which is designed to cool at least one sealing plate to a predetermined temperature.
  • the controller is also adapted to cool the feed plate and / or the anvil.
  • the cooling device of the metal powder extrusion press comprises integrated, in the sealing plates integrated, can flow through a cooling medium cooling channels.
  • Analog can also have the feed plate and the counter-holder corresponding cooling channels.
  • FIG. 1 is a sectional view of a metal powder extrusion press according to the invention in the region of the press channel in carrying out the method according to the invention
  • FIG. 2 is an enlarged view of FIG. 1 in the region of the press channel.
  • Fig. 1 shows the essential components of a metal powder extrusion plant 1, which is suitable for the production of extruded bodies from a metal powder mixture by an extrusion process.
  • the metal powder extrusion press 1 comprises a rotating extrusion wheel 2 which has a peripheral groove 3 on its outside.
  • the extrusion wheel 2 is driven at a fixed speed by a drive motor (not shown).
  • sealing plates 5, 6, 7 are arranged side by side along a circular segment-shaped path.
  • the sealing plates 5, 6, 7 together with the extrusion wheel 2 form a press channel 8.
  • a metal powder mixture is introduced into the press channel 8 via a feed 9 which is tubular in this exemplary embodiment.
  • the die components in the deflection area comprise a feed plate 10 with an opening for the bonded metallic bulk material 13.
  • the compacted metallic bulk material flows through the opening to a die , In the deflection region and a counter-holder 1 1 is arranged, which causes a deflection of the already almost completely compacted metallic bulk material 13 by about 90 °.
  • the almost completely compacted metallic bulk material 13 passes into a die 12, by which the outer contour of the extruded body produced is determined.
  • a female die is the inner contour or both the inner contour and the outer contour of the extruded body Are defined.
  • the die 12 may, for example, have a circular, rectangular or more complex cross section.
  • metallic bulk material in the form of a metal powder mixture is introduced via the feed 9.
  • the metal powder mixture is a copper alloy.
  • the powder particles pass into the pressing channel 8, which is formed on the one hand by the groove 3 of the extrusion wheel 2 and on the other hand by the sealing plates 5, 6, 7 as pressing tool components.
  • the metal powder mixture is compacted.
  • the pressure generated when passing through the press channel 8 causes the metallic powder particles to be compacted.
  • a reversal of the konnpakt investigated metal powder mixture 13 by 90 °. Subsequently, the compacted metal powder mixture 13 is extruded through the die 12.
  • a cooling device comprises in a sealing plate 5, 6, 7 integrated cooling channels, which are flowed through by a cooling medium.
  • water serves as a cooling medium.
  • the feed plate 10 is associated with cooling means having cooling channels to cool the feed plate 10.
  • the die 12 is not cooled. Instead, it is associated with a heater (not shown).
  • alternative embodiments are possible in which the die is optionally cooled. In this case, the inlet region upstream of the extrusion chamber, an antechamber or a spacer ring arranged in front of the die can be cooled.
  • the sealing plates temperature sensors are arranged, which are formed as a thermocouple and in the component to be cooled, d. H. either in a sealing plate 5, 6, 7 or in the feed plate 10, are integrated.
  • the Diehl o tion plate 5 has a cooling channel 15.
  • the sealing plate 6 has a
  • the sealing plate 7 has a cooling channel 17.
  • a temperature sensor 18 is integrated in the sealing plate 5.
  • the sealing plates 6, 7 have corresponding temperature sensors 19, 20.
  • a temperature sensor 21 is integrated in the feed plate 10, which has a cooling channel 22.
  • the cooling channels 15 15, 16, 17, 22 of the sealing plates 5, 6, 7 and the feed plate 10 each form a separate cooling circuit.
  • Each cooling circuit includes a pump through which the cooling fluid is circulated.
  • the temperature sensors 18, 19, 20, 21 are connected via lines not shown with a controller 14. By means of the temperature sensors, a control of the cooling process is carried out by the controller 14. In this way, the sealing plates 5, 6, 7 and the feed plate 10 can be controlled individually and separately to set a specific temperature or temperature range in each section of the pressing channel 8.
  • Each sealing plate 5, 6, 7 and the feed plate 10 is assigned a separate control loop. By controlled cooling, a stable quasi-stationary state can be generated, so that the extrusion process can be carried out continuously.
  • the second sealing plate 6 is cooled in this embodiment to a temperature of 80 ° C to 140 ° C.
  • the adjacent sealing plates 5 and 7 can be cooled to a lower or higher temperature.
  • the feed plate 10 is opened a temperature between 320 ° C and 380 ° C cooled.
  • the counter-holder 1 1 is cooled to a temperature between 360 ° C and 430 ° C.
  • the die 12 is heated to a temperature between 350 ° C and 450 ° C.
  • the following temperatures have been found to be suitable:
  • the second sealing plate 6 is cooled to a temperature between 40 ° C and 100 ° C.
  • the feed plate 10 is cooled to a temperature between 340 ° C and 430 ° C.
  • the counter-holder 1 1 is cooled to a temperature between 310 ° C and 380 ° C.
  • the die is heated to a temperature between 380 ° C and 450 ° C.
  • the temperatures given are to be understood as examples which have to be adapted depending on the metallic bulk material used, the powder characteristics (particle size, particle shape, particle surface, mixing ratio of several components).
  • the temperature of the die must be adapted to the metallic bulk material to be processed and the profile to be produced (cross-sectional area, multiple perforations, expansion behavior).
  • the continuous extrusion process for metallic bulk material enables the production of an extruded body with high and uniform quality.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Kontinuierliches Strangpressverfahren für ein metallhaltiges Schüttgut (13) zur Herstellung eines Strangpresskörpers, mit den folgenden Schritten: Einführen des metallhaltigen Schüttguts (13) in einen Presskanal (8) einer Metallpulverstrangpressanlage (1), der von einem rotierenden Extrusionsrad (2) und Presswerkzeugkomponenten begrenzt wird, die einen Dichtungsplatten (5, 6, 7) aufweisenden Einlaufbereich und einen Umlenkungsbereich mit einem Gegenhalter (11) und einer Zuführplatte (10) umfassen, Zuführen des metallhaltigen Schüttguts (13) über eine umlaufende Nut (3) des rotierenden Extrusionsrads (2) zu dem Gegenhalter (11) und Umlenken des verdichteten metallhaltigen Schüttguts (13) im Umlenkungsbereich durch die eine Öffnung aufweisende Zuführplatte (10) zu einer Matrize (12), wobei wenigstens eine der im Einlaufbereich angeordneten Dichtungsplatten (5, 6, 7) mittels einer Kühleinrichtung gekühlt wird. Daneben betrifft die Erfindung eine Metallpulverstrangpressanlage, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Strangpressverfahrens geeignet ist.

Description

Kontinuierliches Strangpressverfahren für ein metallhaltiges Schüttgut und Metall- pulverstrangpressanlage
Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Strangpressverfahren für ein metallhalti- ges Schüttgut zur Herstellung eines Strangpresskörpers, mit den folgenden Schritten:
- Einführen des metallhaltigen Schüttguts in einen Presskanal einer Metall- pulverstrangpressanlage, der von einem rotierenden Extrusionsrad und Presswerkzeugkomponenten begrenzt wird, die einen Dichtungsplatten aufweisenden Einlaufbereich und einen Umlenkungsbereich mit einem Gegenhalter und einer Zuführplatte umfassen,
- Zuführen des metallhaltigen Schüttguts über eine umlaufende Nut des rotierenden Extrusionsrads zu dem Gegenhalter und Umlenken des verdichte- ten metallhaltigen Schüttguts im Umlenkungsbereich durch die eine Öffnung aufweisende Zuführplatte zu einer Matrize.
Der in dieser Anmeldung verwendete Begriff„metallhaltiges Schüttgut" umfasst u. a. metallhaltige Pulver, Pulvermischungen, Granulate, und Späne. Es kann sich dabei auch um Mischungen von Metallpulvern mit keramischen Fasern oder Partikeln, d. h. um Verbundwerkstoffe handeln.
Es sind bereits verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um ein metallhaltiges Schüttgut zu kompaktieren.
Bauteile aus pulvermetallurgisch hergestellten Werkstoffen können beispielsweise in der Kraftfahrzeugindustrie, der Luft- und Raumfahrtechnik sowie im allgemeinen Maschinenbau eingesetzt werden. Das kontinuierliche Strangpressen ist eine kostengünstige Alternative, um metallhaltige Schüttgüter, insbesondere Metallpulver, zu kompaktieren. Ursprünglich wurde mit diesem Verfahren, das auch als Con- form-Verfahren bezeichnet wird, Gieß- oder Walzdraht aus Aluminium- oder Kupferlegierungen in einem Schritt in komplexere Geometrien umgearbeitet. Später wurden Pressverfahren entwickelt, um Granulate oder Pulver zu verarbeiten. Es hat sich herausgestellt, dass eine stabile Verfahrensführung schwierig ist. Eine industrielle Nutzung derartiger Strangpressverfahren für metallhaltige Schüttgüter findet daher bis jetzt nicht statt.
Eine herkömmliche, für das Strangpressverfahren geeignete Pulverstrangpressanlage umfasst ein rotierendes Extrusionsrad mit einer umlaufenden Nut und einen stationären Schuh, der die im Umlenkungsbereich angeordnete Zuführplatte und den Gegenhalter umfasst. An die eine Öffnung aufweisende Zuführplatte schließt sich die Matrize an. Die den Einlaufbereich und den Umlenkungsbereich bildenden Presswerkzeugkomponenten erstrecken sich über etwa ein Viertel des Umfangs des Extrusionsrads. Das metallhaltige Schüttgut, insbesondere ein metallhaltiges Pulver, wird bei rotierendem Extrusionsrad durch Reibung in den Einlaufbereich und den Umlenkungsbereich eingezogen. Das metallhaltige Pulver wird dabei auf- gestaut und an dem Gegenhalter verdichtet. Das verdichtete Pulver wird an dem Gegenhalter zu der die Öffnung aufweisenden Zuführplatte und zu einer Matrize abgelenkt. Die einzelnen kalten Pulverpartikel verschweißen auf Grund von Scherkräften zu einem vollständig kompaktierten Strang, ohne dass die Pulverpartikel schmelzen. Die Reibungs- und Verformungskräfte, die durch die Rotation des Extrusionsrads auftreten, erzeugen die erforderlichen Temperaturen und Drücke für die kontinuierliche Extrusion durch die Matrize.
In der Dissertation Stadelmann, C: Extrusion von Metallpulvern durch kontinuierliches Pulverstrangpressen, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, 2009, werden Untersuchungen beschrieben, bei denen mit einer modifizierten Pressanlage Metallpulvermischungen kontinuierlich zu einem Strang verpresst werden.
Ein ähnliches kontinuierliches Strangpressverfahren ist aus der DE 10 2006 004 622 A1 bekannt. In der WO 2008/003275 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus dispersionsverfestigten Metalllegierungen beschrieben.
Strangpressverfahren für Metallpulvermischungen werden bisher nicht industriell umgesetzt, da zumeist keine stabile Prozessführung möglich ist. Bei der Durchführung des Strangpressverfahrens treten im Bereich der Pulverzuführung Pulveran- haftungen auf, die den Presskanal verstopfen und eine konstante Nachdosierung der Pulvermischung verhindern. Wenn während des Strangpressverfahrens die Fließspannung zu niedrig wird, ist eine vollständige Kompaktierung des Pulvers nicht möglich. Es baut sich dann kein ausreichend hoher Pressdruck auf, der erforderlich ist, um Partikel des metallhaltigen Schüttguts, insbesondere Pulverpartikel, vollständig miteinander zu verschweißen.
Der bei der Zuführung des metallhaltigen Schüttguts transportierte Volumenstrom pro Radumdrehung ist durch die gegebene Schüttdichte reduziert. Die Strangaustrittsgeschwindigkeiten unterscheiden sich daher deutlich von denen bei Drahtzuführung. Dies wiederum bewirkt längere Verweilzeiten des metallhaltigen, teilweise verdichteten Schüttguts im Presskanal der Matrize, so dass an den Dichtungsplatten und an der Matrize die Gefahr von Anhaftungen und damit Pressfehlern höher ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein kontinuierliches Strang- pressverfahren für ein metallhaltiges Schüttgut anzugeben, das eine stabile Prozessführung ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Strangpressverfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine der im Einlauf- bereich angeordneten Dichtungsplatten mittels einer Kühleinrichtung gekühlt wird. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass durch eine kontrollierte Temperierung von Presswerkzeugkomponenten in Form einer Kühlung ein stabiler Prozess sichergestellt werden kann. Dies ist überraschend, da man zunächst vermuten würde, dass eine Erwärmung für einen stabilen Prozess günstig wäre. Man könnte annehmen, dass das Pulver durch Umlagerung leichter fließt und dass dadurch weniger Wärme durch plastische Verformung entsteht (adiabatische Erwärmung). Die geringere interne Wärmeerzeugung müsste eigentlich durch stärkeres Heizen ausgeglichen werden. Stattdessen wurde in Versuchen überraschend festgestellt, dass eine gezielte, gradierte Temperierung in Form einer Kühlung wenigstens ei- ner Dichtungsplatte sich prozessstabilisierend auswirkt. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Kühlung kann ein Strangpresskörper in einem kontinuierlichen Verfahren mit hoher Qualität hergestellt werden. Es wurde festgestellt, dass durch eine Kühlung des Einlaufbereichs des Presskanals Pulveranhaftungen an den Dichtungsplatten vermieden werden können. Dadurch werden eine kontinuierliche Pulverzuführung und ein gleichmäßiger Druckaufbau gewährleistet.
Im Bereich des Gegenhalters bewirkt eine Kühlung der Presswerkzeugkomponenten, insbesondere der Zuführplatte, dass ein ausreichend hoher Pressdruck aufgebaut wird, der zum Aufbrechen von Oxidhäuten und zum Verschweißen von Me- tallpartikeln des metallhaltigen Schüttguts führt. Bei einem Strangpressverfahren, bei dem ein Draht zugeführt wird, würde eine Kühlung im Bereich des Gegenhalters hingegen hohe Pressdrücke und eine erhöhte Spanbildung bewirken, wodurch gegebenenfalls der ganze Prozess behindert oder gestoppt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es bevorzugt, dass wenigstens eine im Umlenkungsbereich angeordnete Presswerkzeugkomponente, nämlich die Zuführplatte und/oder der Gegenhalter, mittels einer oder mittels der Kühleinrichtung gekühlt wird oder werden. Die Presswerkzeugkomponenten bilden mit dem Extru- sionsrad einen Presskanal aus. Der Gegenhalter lenkt den Materialstrom durch die Zuführplatte zur Matrize hin um. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene
Kühlung können Anhaftungen der Metallpulvermischung vermieden werden, die zu instabilen Prozessbedingungen und zu Pressfehlern führen. Außerdem werden hinreichend große Drücke erzeugt.
Das erfindungsgemäße Strangpressverfahren kann an einer Metallpulverstrang- pressanlage mit einer oder mehreren, insbesondere zwei oder drei in Umfangs- richtung angeordneten Dichtungsplatten durchgeführt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es bevorzugt, dass bei der Verarbeitung von Kupfer oder einer Kupferlegierung eine Dichtungsplatte auf eine Tempe- ratur zwischen 80 °C und 130 °C gekühlt wird. Diese Kühlung bewirkt, dass Pul- veranhaftungen vermieden werden und dass ein ausreichend hoher Pressdruck aufgebaut wird.
In ähnlicher weise kann es bei dem erfindungsgemäßen Strangpressverfahren vorgesehen sein, dass bei der Verarbeitung von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung eine Dichtungsplatte auf eine Temperatur zwischen 50 °C und 100 °C gekühlt wird. Demgegenüber treten bei herkömmlichen Verfahren, die ohne Kühlung durchgeführt werden, Temperaturen zwischen ca. 300 °C und 330 °C auf. Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Strangpressverfahren bei einer drei Dichtungsplatten aufweisenden Metallpulverstrangpressanlage zumindest die mittlere Dichtungsplatte gekühlt. Es ist natürlich auch möglich, dass die erste und/oder die dritte Dichtungsplatte (in Umfangsrichtung gesehen) gekühlt wird o- der werden. Darüber hinaus können auch alle drei Dichtungsplatten gekühlt wer- den. Falls zwei Dichtungsplatten vorhanden sind, kann eine der beiden Dichtungsplatten oder alternativ beide gekühlt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können somit sowohl eine oder mehrere Dichtungsplatten als im Einlaufbereich angeordnete Presswerkzeugkomponenten als auch die Zuführplatte und/oder der Gegenhalter als im Umlenkungsbereich angeordnete Presswerkzeugkomponenten gekühlt werden. Die jeweils gekühlten Presswerkzeugkomponenten werden prozessoptimierend ausgewählt, wodurch in dem Einlaufbereich und gegebenenfalls auch in dem Umlenkungsbereich gezielt ein gewünschtes Temperaturprofil eingestellt werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Strangpressverfahren ist es auch möglich, dass bei der Verarbeitung von Kupfer oder einer Kupferlegierung wenigstens eine im Umlenkungsbereich angeordnete Presswerkzeugkomponente, insbesondere die Zuführplatte, auf eine Temperatur zwischen 310 °C und 380 °C gekühlt wird. Demgegenüber treten bei einer Prozessdurchführung ohne Kühlung Temperaturen von mehr als 440 °C auf.
In ähnlicher weise kann es bei der Verarbeitung von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung vorgesehen sein, dass wenigstens eine im Umlenkungsbereich angeordnete Presswerkzeugkomponente, insbesondere die Zuführplatte, auf eine Temperatur zwischen 340 °C und 420 °C gekühlt wird.
Neben der Kühlung einer oder mehrerer Presswerkzeugkomponenten ist es auch möglich, den Gegenhalter zu kühlen. Vorzugsweise wird bei der Verarbeitung von Kupfer oder einer Kupferlegierung der Gegenhalter auf eine Temperatur zwischen 340 °C und 430 °C gekühlt. Andererseits kann bei dem erfindungsgemäßen Strangpressverfahren bei der Verarbeitung von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung der Gegenhalter auf eine Temperatur zwischen 300 °C und 380 °C gekühlt werden.
Die Matrize der Metallpulverstrangpressanlage wird nicht gekühlt. Stattdessen wird sie bei der Verarbeitung von Kupfer oder einer Kupferlegierung auf eine Temperatur zwischen 370 °C und 420 °C aufgeheizt. Bei der Verarbeitung von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung wird die Matrize auf eine Temperatur zwischen 400 °C und 430 °C aufgeheizt. Die angegebenen Temperaturbereiche werden beispielhaft für Legierungen angegeben, die Kupfer bzw. Aluminium als Hauptbestandteil enthalten. Die Prozessführung, insbesondere die Temperaturführung muss jeweils in Abhängigkeit der verwendeten Legierung angepasst werden. Andere Einflussgrößen sind u.a. die Partikelgröße des metallischen Schüttguts, die Partikelrauigkeit, der Oxidgehalt der Partikel und die Partikelform. Wenn eine dieser Einflussgrößen geändert wird, ändert sich auch das Pressverhalten, sodass die Temperaturführung angepasst werden muss. Der für die Verarbeitung geeignete Temperaturbereich ist auch von der Drehzahl des Extrusionsrads und dessen Durchmesser und somit von der Umdrehungsgeschwindigkeit abhängig.
Daneben betrifft die Erfindung eine Metallpulverstrangpressanlage, die zum konti- nuierlichen Strangpressen eines metallhaltigen Schüttguts ausgebildet ist, mit einem Presskanal, der von einem Extrusionsrad und Presswerkzeugkomponenten begrenzt wird, die einen Dichtungsplatten aufweisenden Einlaufbereich und einen Umlenkungsbereich mit einem Gegenhalter und einer Zuführplatte umfassen. Die erfindungsgemäße Metallpulverstrangpressanlage zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine Kühleinrichtung aufweist, mit der wenigstens eine der im Einlaufbereich angeordneten Dichtungsplatten kühlbar ist.
Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Metallpulverstrangpressanlage sieht vor, dass sie einen Controller umfasst, der dazu ausgebildet ist, we- nigstens eine Dichtungsplatte auf eine festgelegte Temperatur zu kühlen. Vorzugsweise ist der Controller auch dazu ausgebildet, die Zuführplatte und/oder den Gegenhalter zu kühlen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kühleinrichtung der erfindungsgemäßen Metallpulverstrangpressanlage in den Dichtungsplatten integrierte, von einem Kühlmedium durchströmbare Kühlkanäle umfasst. Analog können auch die Zuführplatte und der Gegenhalter entsprechende Kühlkanäle aufweisen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug- nähme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen: 1 eine geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Metallpulverstrangpressanlage im Bereich des Presskanals bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht von Fig. 1 im Bereich des Presskanals.
Fig. 1 zeigt die wesentlichen Komponenten einer Metallpulverstrangpressanlage 1 , die zur Herstellung von Strangpresskörpern aus einer Metallpulvermischung durch ein Strangpressverfahren geeignet ist.
Die Metallpulverstrangpressanlage 1 umfasst ein rotierendes Extrusionsrad 2, das an seiner Außenseite eine umlaufende Nut 3 aufweist. Das Extrusionsrad 2 wird mit einer festgelegten Geschwindigkeit durch einen Antriebsmotor (nicht gezeigt) angetrieben.
An einem stationären Werkzeugschuh 4 sind Dichtungsplatten 5, 6, 7 nebeneinander entlang einer kreissegmentförmigen Bahn angeordnet. Die Dichtungsplatten 5, 6, 7 bilden gemeinsam mit dem Extrusionsrad 2 einen Presskanal 8. Über eine in diesem Ausführungsbeispiel rohrförmige Zuführung 9 wird eine Metallpulvermi- schung in den Presskanal 8 eingebracht. Wie am besten in der vergrößerten Ansicht von Fig. 2 erkennbar ist, umfassen die Presswerkzeugkomponenten im Um- lenkungsbereich eine Zuführplatte 10 mit einer Öffnung für das konnpaktierte metallische Schüttgut 13. Bei der Durchführung des Strangpressverfahrens fließt das kompaktierte metallische Schüttgut durch die Öffnung zu einer Matrize. In dem Umlenkungsbereich ist auch ein Gegenhalter 1 1 angeordnet, der eine Umlenkung des bereits fast vollständig kompaktierten metallischen Schüttguts 13 um ca. 90° bewirkt. Nach dem Passieren der Öffnung der Zuführplatte 10 gelangt das nahezu vollständig kompaktierte metallische Schüttgut 13 in eine Matrize 12, durch die die Außenkontur des hergestellten Strangpresskörpers festgelegt wird. Es sind auch alternative Ausführungen möglich, bei denen eine Matrize die Innenkontur oder sowohl die Innenkontur als auch die Außenkontur des Strangpresskörpers definiert. Die Matrize 12 kann beispielsweise einen kreisförmigen, rechteckigen o- der komplexeren Querschnitt aufweisen.
Zur Herstellung eines Strangpresskörpers wird metallisches Schüttgut in Form ei- ner Metallpulvermischung über die Zuführung 9 eingebracht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Metallpulvermischung um eine Kupferlegierung. Die Pulverpartikel gelangen in den Presskanal 8, der einerseits von der Nut 3 des Extrusionsrads 2 und andererseits von den Dichtungsplatten 5, 6, 7 als Presswerkzeugkomponenten gebildet wird. Beim Passieren des Presskanals 8 wird die Metallpulvermischung kompaktiert. Der beim Passieren des Presskanals 8 entstehende Pressdruck bewirkt, dass die metallischen Pulverpartikel kompaktiert werden. Im Bereich des Gegenhalters 1 1 erfolgt eine Umlenkung der konnpaktierten Metallpulvermischung 13 um 90°. Anschließend wird die kompaktierte Metallpulvermischung 13 durch die Matrize 12 extrudiert. Um einen stabilen Prozess zu gewährleisten, ist es wesentlich, dass die Dichtungsplatten 5, 6, 7 gekühlt werden. Die Tatsache, dass eine Kühlung der Dichtungsplatten 5, 6, 7 und somit eine Kühlung der zu kompaktierenden Metallpulvermischung 13 erforderlich ist, ist überraschend, da man bisher angenommen hat, dass die bei der Kompaktierung entstehende Wärme ein leichteres Fließen der Metallpulvermischung ermöglicht. Versuche haben jedoch ergeben, dass bei hohen Prozesstemperaturen, die durch die Kompaktierung im Presskanal 8 entstehen, eine niedrige Fließspannung vorliegt. Es baut sich dann kein ausreichend hoher Pressdruck auf, der die metallischen Pulverpartikel vollständig miteinander verschweißt. Daher werden die Dichtungsplatten 5, 6, 7 jeweils durch zugeordnete Kühleinrichtungen gradiert gekühlt. Eine Kühleinrichtung umfasst in einer Dichtungsplatte 5, 6, 7 integrierte Kühlkanäle, die von einem Kühlmedium durchströmt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel dient Wasser als Kühlmedium. Mittels der gekühlten Dichtungsplatten 5, 6, 7 wird bei der Kompaktierung der Metallpulvermischung 13 entstehende Wärme kontrolliert abgeführt. Darüber hinaus ist auch der Zuführplatte 10 eine Kühlkanäle aufweisende Kühleinrichtung zugeordnet, um die Zuführplatte 10 zu kühlen. Demgegenüber wird die Matrize 12 nicht gekühlt. Stattdessen ist dieser eine Heizeinrichtung (nicht gezeigt) zugeordnet. Darüber hinaus sind alternative Ausführungen möglich, bei denen die Matrize optional kühlbar ist. Dabei kann der Einlaufbereich vor der Extrusionskammer, eine Vorkammer oder ein vor der Matrize ange- 5 ordneter Abstandsring gekühlt werden.
Entlang der Dichtungsplatten sind Temperatursensoren angeordnet, die als Thermoelement ausgebildet und in der zu kühlenden Komponente, d. h. entweder in einer Dichtungsplatte 5, 6, 7 oder in der Zuführplatte 10, integriert sind. Die Diehl o tungsplatte 5 weist einen Kühlkanal 15 auf. Die Dichtungsplatte 6 weist einen
Kühlkanal 16 auf. Die Dichtungsplatte 7 weist einen Kühlkanal 17 auf. In der Dichtungsplatte 5 ist ein Temperatursensor 18 integriert. Die Dichtungsplatten 6, 7 weisen entsprechende Temperatursensoren 19, 20 auf. Ein Temperatursensor 21 ist in der Zuführplatte 10 integriert, die einen Kühlkanal 22 aufweist. Die Kühlkanäle 15 15, 16, 17, 22 der Dichtungsplatten 5, 6, 7 und der Zuführplatte 10 bilden jeweils einen separaten Kühlkreislauf. Jeder Kühlkreislauf umfasst eine Pumpe, durch die die Kühlflüssigkeit im Kreislauf bewegt wird. Die Temperatursensoren 18, 19, 20, 21 sind über nicht dargestellte Leitungen mit einem Controller 14 verbunden. Mittels der Temperatursensoren wird durch den Controller 14 eine Regelung des 20 Kühlvorgangs vorgenommen. Auf diese Weise können die Dichtungsplatten 5, 6, 7 sowie die Zuführplatte 10 individuell und separat geregelt werden, um in jedem Abschnitt des Presskanals 8 eine bestimmte Temperatur oder einen Temperaturbereich einzustellen. Jeder Dichtungsplatte 5, 6, 7 und der Zuführplatte 10 ist dabei ein eigener Regelkreis zugeordnet. Durch die kontrollierte Kühlung kann ein 25 stabiler quasi-stationärer Zustand erzeugt werden, so dass das Strang pressverfahren kontinuierlich durchgeführt werden kann.
Die Wahl eines geeigneten Temperaturbereichs ist abhängig von der zu verarbeitenden Metallpulvermischung. Für Kupfer oder Kupferlegierungen wird die zweite 30 Dichtungsplatte 6 in diesem Ausführungsbeispiel auf eine Temperatur von 80 °C bis 140 °C gekühlt. Die benachbarten Dichtungsplatten 5 und 7 können auf eine niedrigere bzw. höhere Temperatur gekühlt werden. Die Zuführplatte 10 wird auf eine Temperatur zwischen 320 °C und 380 °C gekühlt. Der Gegenhalter 1 1 wird auf eine Temperatur zwischen 360 °C und 430 °C gekühlt. Die Matrize 12 wird auf eine Temperatur zwischen 350 °C und 450 °C aufgeheizt. Für die Verarbeitung von Aluminium, d. h. reines Aluminium, sowie Aluminiumlegierungen haben sich beispielsweise folgende Temperaturen als geeignet herausgestellt:
Die zweite Dichtungsplatte 6 wird auf eine Temperatur zwischen 40 °C und 100 °C gekühlt. Die Zuführplatte 10 wird auf eine Temperatur zwischen 340 °C und 430 °C gekühlt. Der Gegenhalter 1 1 wird auf eine Temperatur zwischen 310 °C und 380 °C gekühlt. Die Matrize wird auf eine Temperatur zwischen 380 °C und 450 °C aufgeheizt. Die angegebenen Temperaturen sind als Beispiele zu verstehen, die in Abhängigkeit des verwendeten metallischen Schüttguts, der Pulvercharakteristik (Partikelgröße, Partikelform, Partikeloberfläche, Mischungsverhältnis mehrerer Komponenten) angepasst werden müssen. Die Temperatur der Matrize muss an das zu verarbeitende metallische Schüttgut und das herzustellende Profil (Querschnittsflä- che, Mehrfachdurchbrüche, Expansionsverhalten) angepasst werden.
Bei der Durchführung des Strangpressverfahren wird durch die gezielte Kühlung ein Aufheizen der Dichtungsplatten 5, 6, 7 verhindert. Daraus ergeben sich die Vorteile einer geringeren Werkzeugbelastung, kein Verlust des benötigten Press- drucks sowie ein deutlich verbessertes Einzugsverhalten der zugegebenen Metallpulvermischung.
Ein weiterer Effekt der Kühlung im Einzugsbereich des Presskanals 8 ist, dass die Temperatur im Extrusionsbereich an der Matrize 12 konstant bleibt. Eine Aufhei- zung der Matrize 12 ist insbesondere bei kleinen Querschnitten des Strangpresskörpers erforderlich, da der Pressdruck ansonsten so groß wird, dass das konnpaktierte Material nicht durch die Matrize 12 fließt, sondern seitlich am Gegenhalter 1 1 vorbei als Span herausgequetscht wird. In diesem unerwünschten Fall sind die Temperaturen an der Zuführplatte 10 und am Gegenhalter 1 1 deutlich höher als an der Matrize 12. Wenn dieser Temperaturunterschied hingegen durch Beheizung der Matrize 12 und Kühlung der Zuführplatte 10 ausgeglichen wird, er- folgt die gewünschte Extrusion durch die Matrize 12.
Das kontinuierliche Strangpressverfahren für metallisches Schüttgut ermöglicht die Herstellung eines Strangpresskörpers mit hoher und gleichmäßiger Qualität.
Bezugszeichenliste
1 Metallpulverstrangpressanlage
2 Extrusionsrad
3 Nut
4 Werkzeugschuh
5, 6, 7 Dichtungsplatte
8 Presskanal
9 Zuführung
10 Zuführplatte
1 1 Gegenhalter
12 Matrize
13 Metallpulvernnischung
14 Controller
15, 16, 17 Kühlkanal
18, 19, 20, 21 Temperatursensor
22 Kühlkanal

Claims

Patentansprüche
1 . Kontinuierliches Strangpressverfahren für ein metallhaltiges Schüttgut (13) zur Herstellung eines Strangpresskörpers, mit den folgenden Schritten:
- Einführen des metallhaltigen Schüttguts (13) in einen Presskanal (8) einer Me- tallpulverstrangpressanlage (1 ), der von einem rotierenden Extrusionsrad (2) und Presswerkzeugkomponenten begrenzt wird, die einen Dichtungsplatten (5, 6, 7) aufweisenden Einlaufbereich und einen Umlenkungsbereich mit einem Gegenhalter (1 1 ) und einer Zuführplatte (10) umfassen,
- Zuführen des metallhaltigen Schüttguts (13) über eine umlaufende Nut (3) des rotierenden Extrusionsrads (2) zu dem Gegenhalter (1 1 ) und Umlenken des verdichteten metallhaltigen Schüttguts (13) im Umlenkungsbereich durch die eine Öffnung aufweisende Zuführplatte (10) zu einer Matrize (12), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der im Einlaufbereich angeordneten Dichtungsplatten (5, 6, 7) mittels einer Kühleinrichtung gekühlt wird.
2. Strangpressverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine im Umlenkungsbereich angeordnete Presswerkzeugkomponente, nämlich die Zuführplatte (10) und/oder der Gegenhalter (1 1 ), mittels einer oder mittels der Kühleinrichtung gekühlt wird oder werden.
3. Strangpressverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Metallpulverstrangpressanlage (1 ) mit zwei oder drei in Umfangsrich- tung angeordneten Dichtungsplatten (5, 6, 7) verwendet wird.
4. Strangpressverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verarbeitung von Kupfer oder einer Kupferlegierung eine Dichtungsplatte (5, 6, 7) auf eine Temperatur zwischen 80 °C und 130 °C gekühlt wird.
5. Strangpressverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verarbeitung von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung eine Dichtungsplatte (5, 6, 7) auf eine Temperatur zwischen 50 °C und 100 °C gekühlt wird.
6. Strangpressverfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer drei Dichtungsplatten (5, 6, 7) aufweisenden Metallpulverstrang- pressanlage (1 ) zumindest die mittlere Dichtungsplatte (6) gekühlt wird.
7. Strangpressverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verarbeitung von Kupfer oder einer Kupferlegierung die Zuführplatte (10) auf eine Temperatur zwischen 310 °C und 380 °C gekühlt wird.
8. Strangpressverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verarbeitung von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung die Zuführplatte (10) auf eine Temperatur zwischen 340 °C und 420 °C gekühlt wird.
9. Strangpressverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verarbeitung von Kupfer oder einer Kupferlegierung der Gegenhalter (1 1 ) auf eine Temperatur zwischen 340 °C und 430 °C gekühlt wird.
10. Strangpressverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Verarbeitung von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung der Gegenhalter (1 1 ) auf eine Temperatur zwischen 300 °C und 380 °C gekühlt wird.
1 1 . Strangpressverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (12) bei der Verarbeitung von Kupfer oder einer Kupferlegierung auf eine Temperatur zwischen 370 °C und 420 °C und bei der Verarbeitung von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung auf eine Temperatur zwischen 400 °C und 430 °C aufgeheizt wird.
12. Metallpulverstrangpressanlage (1 ), die zum kontinuierlichen Strangpressen eines metallhaltigen Schüttguts (13) ausgebildet ist, mit einem Presskanal (8), der von einem Extrusionsrad (2) und Presswerkzeugkomponenten begrenzt wird, die einen Dichtungsplatten (5, 6, 7) aufweisenden Einlaufbereich und einen Umlen- kungsbereich mit einem Gegenhalter (1 1 ) und einer Zuführplatte (10) umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallpulverstrangpressanlage (1 ) eine Kühleinrichtung aufweist, mit der wenigstens eine der im Einlaufbereich angeordneten Dichtungsplatten (5, 6, 7) kühlbar ist.
13. Metallpulverstrangpressanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich- net, dass sie einen Controller (14) umfasst, der dazu ausgebildet ist, wenigstens eine Dichtungsplatte (5, 6, 7) auf eine festgelegte Temperatur zu kühlen.
14. Metallpulverstrangpressanlage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung in den Dichtungsplatten (5, 6, 7) inte- grierte, von einem Kühlmedium durchströmbare Kühlkanäle umfasst.
EP17826221.8A 2017-01-18 2017-12-20 Kontinuierliches strangpressverfahren für ein metallhaltiges schüttgut und metallpulverstrangpressanlage Pending EP3570996A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017100911.6A DE102017100911A1 (de) 2017-01-18 2017-01-18 Kontinuierliches Strangpressverfahren für ein metallhaltigesSchüttgut und Metallpulverstrangpressanlage
PCT/EP2017/083752 WO2018134018A1 (de) 2017-01-18 2017-12-20 Kontinuierliches strangpressverfahren für ein metallhaltiges schüttgut und metallpulverstrangpressanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3570996A1 true EP3570996A1 (de) 2019-11-27

Family

ID=60942998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP17826221.8A Pending EP3570996A1 (de) 2017-01-18 2017-12-20 Kontinuierliches strangpressverfahren für ein metallhaltiges schüttgut und metallpulverstrangpressanlage

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3570996A1 (de)
DE (1) DE102017100911A1 (de)
WO (1) WO2018134018A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113399485A (zh) * 2021-06-15 2021-09-17 兰州理工大学 一种卧式高可靠连续ecap设备
DE102021120427B4 (de) * 2021-08-05 2023-08-24 Kme Mansfeld Gmbh Strangpressverfahren, Rotationsstrangpressmaschine und Flachleiter

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01309716A (ja) * 1988-06-09 1989-12-14 Furukawa Electric Co Ltd:The 連続押出し方法とその装置
JPH11197737A (ja) * 1998-01-12 1999-07-27 Fujikura Ltd 押出成形装置
GB2372955B (en) * 2001-02-22 2003-01-22 Holton Machinery Ltd The production of foamed components
DE102006004622B4 (de) 2006-02-01 2008-11-13 Alulight International Gmbh Kontinuierliches Strangpressverfahren
DE102006031366C5 (de) 2006-07-06 2010-01-28 Ecka Granulate Velden Gmbh Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus dispersionsverfestigten Metalllegierungen
JP5233615B2 (ja) * 2007-11-28 2013-07-10 三菱マテリアル株式会社 回転ホイール式連続押出装置及び連続押出加工方法
CA2829391A1 (en) * 2011-03-10 2012-09-13 Robert Simon Wilson Extrusion of high temperature formable non-ferrous metals
KR101580975B1 (ko) * 2015-11-10 2015-12-31 구제율 금속의 연속 압출 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
DE102017100911A1 (de) 2018-07-19
WO2018134018A1 (de) 2018-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69731321T2 (de) Dünnfolienformungswalze, Folienformungsmaschine und Folienformungsverfahren
DE2725704A1 (de) Herstellung von korundhaeltigen schleifkoernern, beispielsweise aus zirkonkorund
DE102008048496A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Blechformteilen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102009048706A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formteils mittels generativen Auftragens
EP0935504B1 (de) Verfahren zur herstellung eines metallprofilstranges
DE3927854C2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Innenauskleidung eines Hohlraumes sowie Legierung zur Herstellung dieser Innenauskleidung
WO2018134018A1 (de) Kontinuierliches strangpressverfahren für ein metallhaltiges schüttgut und metallpulverstrangpressanlage
DE2733009B1 (de) Verfahren und Anordnung zum Strangpressen eines granulierten,vorzugsweise pulvermetallurgischen Werkstoffes
DE102019203284A1 (de) Vorrichtung zur Aufbereitung von thermoplastischem Restpulver
DE102021120427B4 (de) Strangpressverfahren, Rotationsstrangpressmaschine und Flachleiter
DE102014109764B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bauteils, metallisches Bauteil und Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Bauteils
DE69212748T2 (de) Apparat zum Rekuperieren heterogener Abfälle, insbesonderen heterogener Kunststoff-Abfälle
DE2247148A1 (de) Vorrichtung zum herstellen von thermoplastischem kunststoffgranulat
EP1923188A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Partikelerzeugung
AT515969B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Erstellung zumindest eines metallischen Bauteils
DE2611420C3 (de) Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Polymeren durch Schlagschmelzen von pulver- oder granulatförmigen Rohstoffen
EP2452800A1 (de) Verfahren zum Temperieren eines Formwerkzeugs
EP0429516B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur formgebung von halbzeug aus hochmolekularen kunststoffen
DE1955720A1 (de) Verfahren zur Herstellung einheitlicher Formkoerper aus einem thermoplastischen Polymeren
DE1085139B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Granulat
WO2020177788A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von profilquerschnitten aus metallen und kunststoffen mittels strangpressen und extrusion
DE1604330A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Be- und Verarbeiten von thermoplastischen Kunststoffen,insbesondere Hart-PVC,mit getrenntem Plastifizier-,Foerder-und Verformungsvorgang
DE1950817C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Extrudieren von länglichen Formkörpern, wie Kerzen
AT520317B1 (de) Granulierkopf-Platte und Verfahren zur Herstellung einer Granulierkopf-Platte
WO2022122950A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines strangpressprodukts

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20190627

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: BOEHM, MARKUS

Inventor name: LIST, MATTHIAS

Inventor name: WERBLINSKI, MATTHIAS

Inventor name: SINGER, ROBERT F.

Inventor name: STADELMANN, CLAUDIA

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20221114