Verfahren zur Herstellung von Sinterkörper n. Die Erfindung (Erfinder: Ernst glotz, Berlin-Neukölln) betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterkörpers, der min destens teilweise aus Metallpulver besteht. Sie bezweckt die Schaffung eines Verfahrens, mittels dessen auf möglichst einfache und zu verlässige Weise formtechnisch schwierige, homogene oder inhomogene Sinterkörper her gestellt werden können. Erfindungsgemäss wird zu diesem Zweck der Sinterkörper aus zwei oder mehr Teilen zusammengesetzt, die sich ganz oder teilweise derart ringartig um fassen, dass sie mindestens während des Sin terns unter Druck zusammengehalten werden.
Es können bereits beider Pressung der Ein zelteile die Aussen- und Innendurchmesser der ringartig sich umfassenden Teile derart be messen werden, dass die Teile unter Druck in einandergeschoben werden müssen. Dies be dingt jedoch eine erhebliche Wandstärke, insbesondere des Aussenkörpers, um sicher zustellen, dass dieser nicht etwa beim Einpres- sen des Innenteils auseinandergesprengt wird oder Risse erhält. Man kann aber auch den innern Teil vor- sintern und sodann den äussern ungesinterten Teil im Gleitsitz oder mit einem noch loseren Sitz auf den innern Teil aufschieben, worauf die gemeinsame Sinterung erfolgt.
Da der äussere Teil noch keinen Sinterungsprozess durchlaufen hat, schrumpft es wesentlich stärker als der innere Teil, welcher vielfach überhaupt nicht mehr schrumpfen wird und verengt sich hierdurch in radialer Richtung, derart, dass er sich mit erheblichem Druck an den innern Teil anpresst und damit während des Sinterns den nötigen Druck erzeugt.
Gegebenenfalls können die Einzelteile vor der Fertigsinterung mit einer Salzlösung der Metalle, aus welchen die einzelnen Körper bestehen., getränkt werden. Beispielsweise kann hierzu, im Falle von Sinterkörpern aus Eisenpulver, Eisensulfat verwendet werden. Diese Salzlösung wird während der z.
B. in üblicher Weise in einer reduzierenden Atmo sphäre durchgeführten Sinterung zu dem be treffenden Metall reduziert, füllt die etwa noch vorhandenen Zwischenräume zwischen den aneinandergepressten Sinterflächen aus und bewirkt eine besonders zuverlässige Bin dung bezw. gestattet, mit einem entsprechend, geringeren Anpressdruck auszukommen.
Sind Einzelteile, welche beispielsweise ungefähr den gleichen Aussendurchmesser be sitzen oder überhaupt nicht rund ausgebildet sind, miteinander zu vereinigen, können die Einzelteile an ihrer Berührungsfläche mit in einandergreifenden Vor- und Rücksprüngen versehen werden, die sich ringartig umfassen und welche ein Ineinanderschieben mit Press- sitz oder ein Abschrumpfen des jeweils äussern Vorsprunges in der oben erläuterten Weise ermöglichen. Im Falle der Ruf schrumpfung kann die Wandstärke im allge meinen schwächer gewählt werden als bei mechanischem Ineinanderpressen der Teile mit Presssitz, da ein Sprengen des Aussen teils weniger leicht eintreten kann.
Trotzdem muss anderseits die Wandstärke der sich um fassenden Teile im Verhältnis zum Durch messer derselben ausreichend gewählt werden, um zu verhindern, dass die Teile sich ohne Entstehung eines ausreichenden Schrump fungsdruckes verformen bezw. der äussere Teil sich dehnt oder gar reisst. Es hat sich beispielsweise als zweckmässig erwiesen, das Verhältnis von Wandstärke zu Durchmesser mindestens etwa 1 : 10 zu wählen.
Das erfindungsgemässe Verfahren gestat tet die Herstellung von Formkörpern durch Pressen und Sintern von Metallpulvern, welche bisher aus formtechnischen Gründen nicht oder nur schwierig in dieser Weise her gestellt werden konnten. Besondere Anwen dungsmöglichkeiten bietet es ferner zur Her stellung von Sinterkörpern, deren verschie dene Teile verschiedene Aufgaben erfüllen sollen. Man kann nämlich in einfacher Weise derartige Formkörper aus zwei oder mehreren Teilen zusammenstellen, welche eine ver schiedenartige Zusammensetzung besitzen und damit verschiedene Eigenschaften aufweisen.
Ebenso kann die Dichte sowie die Porengrösse der Teile bei gleichartiger oder verschieden- i arti ger o werkstoffmässig z5 e r Beschaffenheit ver schieden gewählt werden. Bei Zusammen setzung des Körpers aus Teilen verschiedener Werkstoffbeschaffenheit muss darauf ge achtet werden, dass jeweils derjenige Teil oder diejenigen Teile, welche die höhere Sintertemperatur erfordern, zuvor gesintert werden, so dass bei der Fertigsinterung eine Temperatur innegehalten werden kann, welche den bei niederer Temperatur zu sinternden Teil nicht gefährdet. Bei Zusammensetzung von Körpern aus Eisenpulverpresslingen und Bronzepulverpresslingen muss beispielsweise der Eisenpulverpressling zuerst gesintert wer den.
Es wird demgemäss im allgemeinen, ins besondere beim Aufschrumpfen der Teile, er forderlich sein, den Eisenpulverpressling innen anzuordnen. In Sonderfällen ist es allerdings auch möglich, eine Bronzeteil, beispielsweise eine Bronzebuchse, in die Bohrung eines vor gesinterten Eisenpulverpresslings unter Press- sitz einzudrücken und sodann eine Fertigsin- terung bei der Sintertemperatur des Bronze teils vorzunehmen.
Weiter ist es möglich, Eisenpulverpress- linge mit verschieden hohem Kohlenstoff gehalt zusammenzufügen, etwa derart, dass der innere Teil weniger Kohlenstoff enthält als der äussere und nach dem Sintern eine HÜrtung, beispielsweise durch Erhitzung und Abschreekung, erfolgt. Es entsteht dann ein Körper, der innen weich und aussen hart ist. Ebenso können verschieden hohe Anteile oder verschiedenartige Zusammensetzungen von Chrom, Mangan, Nickel, Wolfram oder der gleichen in den verschiedenen Teilen des Sin- terkörpers vorgesehen sein.
Ferner können z. B. Sinterteile aus Kohle mit solchen aus Metall, insbesondere Eisen, zu einem einstöckigen Formkörper vereinigt werden. Zur Erzielung einer wirksamen Sin n kann hierbei gegebenenfalls etwas llletallpulver, beispielsweise Eisenpul ver, in den Kohlepresskörper eingelagert wer den.
Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, inhomogene Sinterkörper herzustellen, indem in einer Pressform Presspulver verschiedener Zusammensetzung schichtweise eingelagert und sodann durch gemeinsame Verpressung und Sinterung vereinigt wurden. Auch ist es bereits vorgeschlagen worden, einen gepressten und gesinterten Körper bestimmter Zusam mensetzung in einer Pressform einzulagern, und sodann auf denselben in dieser Pressform eine weitere Schicht anderer Zusammen setzung aufzupressen und mit dem bereits gesinterten Körper durch nochmalige Sinte rung zu vereinigen. Gegenüber diesen beiden bekannten Verfahren bietet jedoch das erfin dungsgemässe Verfahren wesentliche Vor teile.
Die Einzelteile des Körpers können ge trennt hergestellt und dann zusammengesteckt bezw. -geschoben werden, und die formtech nischen Schwierigkeiten, welche bei der Ein lagerung fertiger Körper in die Pressform für einen noch herzustellenden Teil entstehen würden, fallen fort.
Einige Ausführungsbeispiele von Kör pern, welche nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden können, sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es handelt sich jeweils um Achsialschnitte der betreffenden Körper.
Fig. 1 zeigt eineu zusammengesetzten Sinterkörper, bestehend aus einer innern Buchse 1 und einem äussern Ringteil 2. Die Teile 1 und 2 können aus gleichartigem oder verschiedenartigem Material bestehen und gleiche oder verschiedene Dichte besitzen. Beispielsweise kann die Buchse 1 aus porösem Eisen, z. B. aus verpressten und versinterten Eisenschwammkörnchen bestehen, während der Ring 2 aus Bronzepulver gepresst ist.
Fig. 2 zeigt einen Körper, der aus einer innern Buchse 3 und zwei äussern Scheiben teilen 4 und 5 besteht, welche mit Vor- und Rücksprüngen 6 und 7 ineinandergreifen. Der fertige Körper kannbeispielsweise als Schnur rolle verwendet werden und eine weiche La gerbuchse 3 besitzen, während Scheibenteile 4 und 5 aus hartem bezw. gehärtetem Mate rial bestehen. Dieser Körper würde sich auch aus presstechnischen Gründen nicht oder nur unter sehr grossen Schwierigkeiten ein- stückig herstellen lassen. Überdies würde die vorstehend erwähnte verschiedenartige Be schaffenheit der Teilkörper auf diese Weise nicht erzielt werden können.
Fig. 3 zeigt einen Körper, der aus einer Innenbuchse 8 und einem an einem Ende der selben aufgeschobenen Teilkörper bezw. Flanschkörper 9 besteht. Infolge der starken Verschiedenheiten der Ausdehnungen dieses Körpers in den verschiedenen Dimensionen würde es presstechnisch kaum möglich sein, diesen Körper in einem Pressarbeitsgange zu erzeugen. Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht dagegen eine leichte und zuver lässige Herstellung.
Fig. 4 zeigt einen beispielsweise als La gerbuchse verwendbaren Körper 10 mit Schmiernuten 11, welche durch Einpressen von Ringen 12 in Ausnehmungen an den Enden des Körpers 10 gebildet worden sind. Auch dieser Körper würde sich durch Pres sen nicht erzielen lassen. Anderseits wäre auch eine Einarbeitung der Schmiernuten 11 durch nachträgliche spanabhebende Bearbei tung äusserst schwierig, um so mehr, als der artige Metallpulver-Sinterkörper sich meist schlechter bearbeiten lassen als massives Me tall und beim Einspannen auch die Gefahr einer Beschädigung der dünnwandigen Sinter körper besteht. Auch ist die erfindungs gemässe Herstellung Material- und Arbeit sparend.