AT212029B - Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern, die aus gegossenem Aluminium und Sinteraluminium bestehen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von   Verbundkörpern,   die aus gegossenem
Aluminium und Sinteraluminium bestehen 
Es ist oft erwünscht, über Verbundkörper verfügen zu können, die zum Teil aus Aluminium konventioneller Herstellungsweise (als Metall oder Legierung) und zum Teil aus Sinteraluminium bestehen. Dies kommt Insbesondere bei Leichtmetallkolben vor. Solche Kolben werden im Betrieb hohen Temperaturen ausgesetzt und deshalb vorzugsweise aus hitzebeständigen Speziallegierungen hergestellt. Als besonders warmfester Werkstoff hat sich das Sinteraluminium erwiesen. Dieses Material wird auf pulvermetallurgi- 
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 Aus wirtschaftlichen Gründen muss man deshalb oft auf die Fertigung von Aluminiumkolben verzichten, die ganz aus Sinteraluminium bestehen.

   Um jedoch von der hohen Warmfestigkeit des Sinteraluminiums
Nutzen zu ziehen, wurde bereits vorgeschlagen und versucht, nur die am meisten auf Wärme beanspruchten Teile der Kolben, nämlich den Kolbenboden und die Kolbenringzone, teilweise oder ganz aus Sinter- aluminium und die übrigen Teile des Kolbens aus einer gekneteten oder gegossenen Aluminiumlegierung herzustellen. Zu diesem Zweck hat man z. B. Einsätze aus Sinteraluminium eingegossen oder eingepresst. 



   Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass es sehr schwierig ist, nach den erwähnten Verfahren eine innige und einwandfreie Verbindung zwischen dem Sinteraluminium und dem übrigen Teil des Kolbens zu erzeugen. 



   Die vorliegende Erfindung soll nun die Mängel der bekannten Arbeitsweisen beheben. Sie betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern aus gegossenem Aluminium und Sinteraluminium, wobei unter dem Begriff gegossenes Aluminium sowohl das Metall als auch die Aluminiumlegierungen im gegossenen oder im gegossenen und gekneteten. Zustand zu verstehen sind. 



   Erfindungsgemäss wird auf ein gegossenes Aluminiumstück Aluminiumpulver kalt aufgepresst, das gewonnene Verbundstück dann aufgeheizt und einem Sinterpressen in der Wärme unterworfen. 



   Das Kaltpressen wird vorzugsweise in einem Gesenk ausgeführt, in dessen Matrize zuerst das Aluminiumstück richtig angeordnet wird, worauf das Aluminiumpulver anschliessend aufgefüllt wird. Als Aluminiumpulver wird zweckmässigerweise   ein blättchenförmiges   Pulver verwendet, das einen Aluminiumoxydgehalt von mindestens   6%   und höchstens   20%   und einen Gesamtfettgehalt von weniger als   0,3gO   aufweist und   z. B.   nach dem in der Schweizer Patentschrift Nr. 307704 beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Das Aluminiumoxyd entsteht hauptsächlich während des Mahlens durch Oxydation der Pulverteilchen und wird nicht als Aluminiumoxydpulver dem Aluminiumpulver zugesetzt. 



   Bei der Durchführung des Verfahrens hat es sich als günstig erwiesen, wenn ein solches gegossenes Aluminiumstück verwendet wird, das mit Rinnen versehen ist, in welche ein Teil des Pulvers   eingepresst   wird. Eine analoge Wirkung lässt sich durch Verwendung eines Aluminiumstückes erzielen, das mit Vorsprüngen versehen    ist, die   in den Sinterteil hineinragen. 



   Die Zeichnungen zeigen als Ausführungsbeispiel verschiedene Stufen des erfindungsgemässen Verfahrens. Die Fig. l und 2 veranschaulichen das Kaltpressen eines vollen Presslings in einem Gesenk vor und nach dem Pressen. Die Fig. 3 zeigt einen aus dem nach Fig. l und 2 erzeugten Pressling hergestellten Kolben. Die Fig. 4 und 5 zeigen das Kaltpressen eines ringförmigen Presslings vor und nach dem Pressen. 



   In die zylindrische Matrize 1 eines Gesenkes (Fig. l und 2) wird   ein vorbereitetes StUck 2 aus Alumi -   niumlegierung eingeführt und darauf die gewünschte Menge Aluminiumpulver 3 eingefüllt. Der Stem- 

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 auch möglich, ein Stück zu verwenden, dessen Verbindungsfläche anders gestaltete Unebenheiten aufweist oder auch flach ist. 



   Der erzeugte Verbundkörper wird dann in eine Aluminiumfolie   eingehüllt,   in einem Ofen langsam auf hohe Temperatur erhitzt und anschliessend unter höherem Druck,   z. B.   von 5 bis 8   t/cm\in   der
Wärme sintergepresst. Dadurch entsteht die gewünschte Sinterstruktur sowie eine innige Verbindung zwi- schen dem gesinterten und dem übrigen Teil. 



   Es kann darauf noch ein Schmieden zur Erzeugung eines Formkörpers,   z. B.   des in Fig. 3 abgebilde- ten Kolbens, vorgenommen werden. Dieser Kolben weist eine Zone 6 aus einer Aluminiumlegierung und   eineZone7   aus gesintertem Aluminium auf. Das Schmieden-bewirkt noch ein Kneten des ganzen Körpers und erhöht insbesondere die Dehnung des Sintermaterials. 



   Die Fig. 4 und 5 zeigen, wie ein ringförmiger, gesinterter Teil auf einem Grundkörper aufgebracht werden kann. Auf das entsprechend vorbereitete, in die Matrize 1 gelegte Aluminiumstück 8 mit Vor- sprung 9 wird ein Aufsatz 10 gestellt und das Pulver 11 um diesen Aufsatz herum eingefüllt. Das Kalt- pressen erfolgt dann mit Hilfe eines Hohlstempels 12, wodurch ein ringförmiger, mit dem Aluminium - stuck verbundener Kaltpressling 13 erzeugt wird. Aus dem gewonnenen Verbundkörper lässt sich durch
Schmieden ein roher Kolben herstellen, dessen Kolbenringzone aus gesintertem Aluminium besteht. 



   In den erwähnten Beispielen wird das Schmieden anschliessend an das Sinterpressen vorgenommen. 



   Es ist aber auch möglich, das Schmieden zusammen mit dem Sinterpressen in einem einzigen Arbeits- gang durchzuführen. 



   Für die Herstellung des gesinterten Teiles gelten im allgemeinen die Arbeitsvorschriften, die bei der
Herstellung von Aluminiumsinterstücken üblich sind, jedoch unter der Voraussetzung, dass auf die Eigen- schaften des Werkstoffes des Alurniniumstückes Rücksicht genommen wird. Wenn z. B. Sinteraluminium mit   eineraluminiumlegierung   verbunden werden muss, soll die   Glüh-und   die Sintertemperatur unterhalb des Soliduspunktes der Legierung bleiben. 



   Nicht nur das Gesenkschmieden kann für die Herstellung des verbundenen Kaltpresslings angewendet werden, sondern jedes andere Verfahren, bei welchem ein genügender Druck ausgeübt wird. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung von Verbundkörpern, die aus gegossenem Aluminium und Sinteralumi- nium bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass Aluminiumpulver auf ein gegossenes Aluminiumstück kalt aufgepresst, das gewonnene   Verbundstuck   dann aufgeheizt und einem Sinterpressen inder Wärme unterwor- fen wird. 
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Claims (1)

1. halt von weniger als 0, 3 % verwendet wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaltpressen in einem Gesenk erfolgt.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Vergrösserung der Verbindungsfläche ein gegossenes Aluminiumstück verwendet wird, das mit Rinnen versehen ist, in welche ein Teil des Pulvers eingepresst wird.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Vergrösserung der Verbindungsfläche ein gegossenes Aluminiumstück verwendet wird, das mit Vorsprüngen versehen ist, die in den Sinterteil hineinragen.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Sinterpressen in der Wärme der Verbundkörper geschmiedet wird.

   7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sinterpressen in der Wärme und das Schmieden gleichzeitig in einem Arbeitsgang durchgeführt werden.