CH268223A - Process for the production of metal bodies with cavities by powder metallurgy. - Google Patents

Process for the production of metal bodies with cavities by powder metallurgy.

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CH268223A
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CH
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melting
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Mbh Metallwerk Pl Gesellschaft
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Plansee Metallwerk
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
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    • B22F2005/103Cavity made by removal of insert

Description

  

  Verfahren zur Herstellung von     Metallkörpern    mit Hohlräumen  auf pulvermetallurgischem Wege.    Die Herstellung von Metallkörpern mit       Hohlräumen    auf pulvermetallurgischem Wege  machte bisher schon erhebliche Schwierigkei  ten, wenn es sieh um sehr einfache     Hohlranm-          formen    gehandelt hat. Man hat bereits ver  sucht, die Hohlkörper in der Weise herzustel  len, dass beim Verpressen der Metallpulver  den Hohlraumformen entsprechende Kerne  eingelegt wurden, die nach dem Pressvorgang  wieder entfernt werden mussten. Zn diesem  Zwecke wurden die Pressen auch schon derart  ausgebildet, dass der Kern von der Presse  nach dem Pressvorgang automatisch aus dem  Pressling gezogen wird.

   Dieses Verfahren er  fordert aber schon bei einfachen Hohlraum  formen komplizierte Presswerkzeuge und  Pressen, während komplizierter gestaltete  Hohlräume auf diese Weise bisher überhaupt  noch nicht hergestellt werden können.  



  Die Erfindung, welche diese Schwierigkei  ten überwindet, betrifft ein Verfahren zur  Herstellung von Metallkörpern mit Hohlräu  men auf pulvermetallurgischem Wege und be  stellt darin, dass das Metallpulver mit min  destens einem eingelegten Kern     verpresst     und der Pressling anschliessend mit, dem einge  legten Kern der Sintertemperatur ausgesetzt  wird. Mit Hilfe des erfindungsgemässen Ver  fahrens gelingt es, selbst Formkörper mit  kompliziert gestalteten Hohlräumen in ein  facher Weise herzustellen.

   In vielen Fällen  ist es zweckmässig, für den Kern einen metal-    lischen Werkstoff zu verwenden, dessen  Schmelzpunkt höchstens bei der     Sintertem-          peratur    des Formkörpers liegt, so dass der  Kern während des Sinterungsprozesses von  dem Sinterkörper aufgesogen wird. Bei einem  Sinterkörper, z. B. aus Eisen- oder Stahlpul  ver, kann der Kern beispielsweise vorteilhaft  aus Kupfer geinaeht werden, dem Legierungs  zusätze, wie Mangan, Aluminium oder andere,  beigemengt sein können. Während des Sin  terungsprozesses wird der Kupferkern von  dem porösen Eisenkörper aufgesogen, und ein  Hohlraum mit der ursprünglichen Form des  Kernes bleibt zuriick.

   Das eingesogene Kupfer  würde in diesem Falle gleichzeitig eine Ver  festigung des Eisenskelettkörpers und eine  Abdichtung der Wandungen des Hohlraumes  bewirken. Letzterer Umstand wirkt sich dann  besonders vorteilhaft aus, wenn der Hohl  raum für die Aufnahme von Gasen oder Flüs  sigkeiten bestimmt ist und aus diesem Grunde  entsprechend dicht sein soll. Man kann     auf     diese Weise also ohne Schwierigkeiten     Sin-          terkörper    mit. Hohlräumen für die Führung  von Gasen und Flüssigkeiten, wie Ventilkör  per und dergleichen, herstellen.  



  Es hat. sieh     gezeigt,    dass für den Kern  an Stelle     voll    Kupfer vorteilhaft z. B.     aneli     Zink, Zinn,     Nickel    oder     Legiertmgen    dieser  Metalle untereinander oder mit     K=upfer    ver  wendet. werden können, während der     Sinter-          körper    zwecks Erhöhung seiner Härte     -Lind         Verschleissfestigkeit mitunter zweckmässig  noch Zusätze von Karbiden der Elemente der  vierten, fünften     und    sechsten Gruppe des  periodischen Systems erhält.  



  Handelt es sich um die     Herstellung    von  verhältnismässig grossen Hohlräumen, so kann  unter     Umständen    bei Anwendung eines mas  siven Kernes der Skelettkörper den Kern  nicht mehr zur Gänze aufnehmen. In diesem  Falle wird es zweckmässig sein, den Kern hohl  auszubilden oder ihn im Innern mit einem  hochsehmelzenden pulverförmigen Material,  z. B. keramischem Werkstoff, auszufüllen.  Wird im letzteren Falle die Ummantelung  des Kernes von dem Skelettkörper während  des     Sinterprozesses    aufgesogen, so kann der  übrigbleibende pulverförmige Werkstoff leicht  aus dem Hohlraum entfernt werden.  



  Schliesslich kann man den Kern auch     zur     Gänze aus pulverförmigem, hochschmelzendem  Material, z. B. geeigneten Metalloxyden, wie  Aluminiumoxyd, Magnesiumoxyd, Beryllium  oxyd, aufbauen, der durch ein geeignetes  Bindemittel, z. B. Wasser, leicht verdamp  fende organische Flüssigkeiten, wie Alkohol  oder andere, verfestigt ist, das beim Sintern  verdampft, so dass der Kern zerfällt und  leicht aus dem Hohlraum entfernt werden  kann.  



  An Hand der Zeichnung wird die Erfin  dung noch an einigen     Ausführungsbeispielen     näher erläutert. Die Fig.1 zeigt eine An  sieht im Schnitt, Fig.2 die Draufsicht eines  Sintereisenkörpers 1, der mit Bohrungen 2'  und 3' versehen ist, deren Richtungen auf  einander senkrecht stehen. Dieser Sinterkör  per wird dadurch hergestellt, dass in den     Press-          ling    zwei Kupferkerne 2 und 3 eingelegt wer  den, deren Form den Bohrungen 2' und 3'  entspricht. Während des Sinterungsprozesses  werden die Kupferkerne von dem Eisenkör  per aufgesogen, und es entsteht ein dichter  und fester Formkörper.  



  Die Fig. 3 zeigt eine Ansieht im Schnitt.  Fig.4 die Draufsicht eines Formkörpers 4,  der mit einem Hohlraum 5' versehen ist, an  dem zwei Kanäle 6' angesetzt sind. Mit Hilfe  der bekannten Verfahren wäre es überhaupt    nicht möglich, einen derartigen     Formkörper     herzustellen. Nun ist es ohne besondere  Schwierigkeiten möglich, einen Kern 5 von  der Form des Hohlraumes 5' mit dem ange  setzten Kern 6' für die Kanäle 6' herzustel  len und denselben mit dem Metallpulver für  den Formkörper zu verpressen, worauf der  Sinterungsprozess durchgeführt wird. Bei der  Sinterungstemperatur wird der Kern flüssig  und von dem benachbarten porösen Skelett  körper aufgesogen, so dass der     gewünschte     Formkörper entsteht.  



  Die Fig. 5 zeigt eine Ansicht im Schnitt.,  Fig. 6 die Draufsicht eines Steuerschiebers  für Pressluftanlagen oder Dampfmaschinen.  Auch in diesem Falle muss in den aus Eisen  pulver gepressten Formkörper 7 ein geeig  neter Kupferkern 8 eingelegt werden, der der  Form des Kanals 8' entspricht. Das beim Sin  terungsprozess vom Formkörper 7 aufgesogene  Kupfer bildet dann gleichzeitig eine gute Ab  dichtung der Wandungen des Kanals 8'.  



  Die     Fig.7    zeigt eine Ansicht im Schnitt,       Fig.    8 die     Draufsieht    einer     3letallkappe    0,  die ein Gewinde aufweisen     muss.    Auch dieser  Formkörper kann mittels der bisher bekann  ten Verfahren nicht auf pule     ermetallurgischem     Wege hergestellt. werden.     Zweeks    Herstellung  dieser Kappe wird nun in der Weise verfah  ren, dass man zunächst einen Kern herstellt,  der dem Hohlraum dieser Kappe entspricht.

    In diesem Falle wird es jedoch     zweckmässig     sein, nicht einen massiven Kupferkern anzu  wenden, weil der Kern sonst nicht zur     CTiinze     von den verhältnismässig dünnen     )Vandungen     der Kappe beim     Sinterungsprozess    aufgesogen  werden könnte. Man wird vielmehr einen  dünnwandigen     Kern    10 verwenden, der ent  weder hohl. ausgebildet oder mit einer pulver  förmigen,     hoehschmelzenden    Masse 11 gefüllt  ist, die nach dem     Sinterungsprozess    \leicht  entfernt werden kann.

   Es kann in diesem  Falle auch ein Kern verwendet werden, der  aus pulverförmigem, hochschmelzendem Werk  stoff besteht, welcher durch ein geeignetes  Bindemittel verfestigt ist, das beim     Sinterungs-          prozess    verdampft. Auch in letzterem Falle      kann der pulverförmige Werkstoff nach dem  Sinterungsprozess leicht entfernt werden.



  Process for the production of metal bodies with cavities by powder metallurgy. The production of metal bodies with cavities by powder metallurgy has already made considerable difficulties when it comes to very simple hollow frame forms. Attempts have already been made to manufacture the hollow bodies in such a way that when the metal powder is pressed, cores corresponding to the cavity molds were inserted, which cores had to be removed again after the pressing process. For this purpose, the presses have already been designed in such a way that the core is automatically pulled out of the compact by the press after the pressing process.

   However, this method he calls for even with simple cavity forms complicated pressing tools and presses, while more complex cavities can not be made in this way so far.



  The invention, which overcomes these difficulties, relates to a method for the production of metal bodies with cavities by powder metallurgy and is that the metal powder is pressed with at least one inserted core and the compact is then exposed to the inserted core of the sintering temperature becomes. With the help of the method according to the invention it is possible to even produce moldings with complex cavities in a number of ways.

   In many cases it is expedient to use a metallic material for the core, the melting point of which is at most the sintering temperature of the molded body, so that the core is absorbed by the sintered body during the sintering process. In a sintered body, e.g. B. from iron or Stahlpul ver, the core can for example advantageously be geinaeht made of copper, the alloy additives such as manganese, aluminum or others can be added. During the sintering process, the copper core is absorbed by the porous iron body, and a cavity with the original shape of the core remains.

   In this case, the absorbed copper would simultaneously strengthen the iron skeleton body and seal the walls of the cavity. The latter circumstance is particularly advantageous when the cavity is intended for the reception of gases or liquids and should therefore be appropriately tight. In this way, one can also use sintered bodies without difficulty. Cavities for the management of gases and liquids, such as Ventilkör by and the like, produce.



  It has. see shown that for the core instead of full copper advantageous z. B. aneli zinc, tin, nickel or alloys of these metals with each other or with K = copper. can be, while the sintered body in order to increase its hardness -ind wear resistance occasionally expediently still receives additions of carbides of the elements of the fourth, fifth and sixth group of the periodic system.



  If it is a question of producing relatively large cavities, under certain circumstances the skeletal body can no longer accommodate the core in its entirety when using a solid core. In this case, it will be useful to make the core hollow or to fill it with a high-boiling powdery material, e.g. B. ceramic material to be filled. If, in the latter case, the casing of the core is absorbed by the skeletal body during the sintering process, the powdery material that remains can easily be removed from the cavity.



  Finally, the core can also be made entirely of powdery, high-melting material, e.g. B. suitable metal oxides, such as aluminum oxide, magnesium oxide, beryllium oxide, build up, which is supported by a suitable binder, e.g. B. water, easily evaporating organic liquids, such as alcohol or others, is solidified, which evaporates during sintering, so that the core disintegrates and can be easily removed from the cavity.



  With reference to the drawing, the inven tion is explained in more detail using some exemplary embodiments. 1 shows a section, FIG. 2 shows the plan view of a sintered iron body 1 which is provided with bores 2 'and 3', the directions of which are perpendicular to one another. This sintered body is produced by inserting two copper cores 2 and 3 into the compact, the shape of which corresponds to the bores 2 'and 3'. During the sintering process, the copper cores are absorbed by the iron body, and a dense and solid molded body is created.



  Fig. 3 shows a view in section. 4 shows the top view of a shaped body 4 which is provided with a cavity 5 ', to which two channels 6' are attached. With the aid of the known methods it would not be possible at all to produce such a shaped body. Now it is possible without particular difficulties to produce a core 5 of the shape of the cavity 5 'with the attached core 6' for the channels 6 'and to press the same with the metal powder for the molded body, whereupon the sintering process is carried out. At the sintering temperature, the core becomes liquid and is absorbed by the neighboring porous skeletal body, so that the desired shaped body is created.



  FIG. 5 shows a view in section. FIG. 6 shows the plan view of a control slide for compressed air systems or steam engines. In this case, too, a suitable copper core 8, which corresponds to the shape of the channel 8 ', must be inserted into the molded body 7 pressed from iron powder. The copper absorbed by the molded body 7 during the sintering process then simultaneously forms a good seal from the walls of the channel 8 '.



  FIG. 7 shows a view in section, FIG. 8 shows the top view of a 3letallkappe 0, which must have a thread. This molding, too, cannot be produced by coil metallurgy using the previously known processes. will. Zweeks production of this cap will now proceed in such a way that you first produce a core that corresponds to the cavity of this cap.

    In this case, however, it will be advisable not to use a solid copper core because otherwise the core would not be able to be absorbed by the relatively thin walls of the cap during the sintering process. Rather, you will use a thin-walled core 10 that is neither hollow ent. formed or filled with a powdery, high melting mass 11, which can be easily removed after the sintering process \.

   In this case, it is also possible to use a core made of powdery, high-melting material that is solidified by a suitable binding agent that evaporates during the sintering process. In the latter case too, the powdery material can easily be removed after the sintering process.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Metall körpern mit Hohlräumen auf pulvermetallur gischem Wege, dadurch gekennzeichnet, dass Metallpulver mit mindestens einem eingeleg ten Kern verpresst und der Pressling an schliessend mit dem Kern der Sintertempera tur ausgesetzt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass für den Kern ein Metall verwendet wird, dessen Schmelzpunkt höchstens bei der Sintertemperatur des Form körpers liegt. 2. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass für den Kern eine Metallegierung verwendet wird, deren Schmelzpunkt höchstens bei der Sintertem- peratur des Formkörpers liegt. 3. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass für den Metall körper Eisenpulver verwendet wird. PATENT CLAIM: A process for the production of metal bodies with cavities by powder metallurgy, characterized in that metal powder is pressed with at least one inserted core and the pressed part is then exposed to the core of the sintering temperature. SUBClaims: 1. Method according to claim, characterized in that a metal is used for the core, the melting point of which is at most the sintering temperature of the molded body. 2. The method according to claim, characterized in that a metal alloy is used for the core, the melting point of which is at most the sintering temperature of the molded body. 3. The method according to claim, characterized in that iron powder is used for the metal body. 4. Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass für den Metallkör per Stahlpulver verwendet wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Kern Kupfer verwendet wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den Kern eine Kupferlegierung ver wendet wird. 7. 4. The method according to claim, characterized in that steel powder is used for the Metallkör. 5. The method according to claim and dependent claim 1, characterized in that copper is used for the core. 6. The method according to claim and dependent claim 1, characterized in that a copper alloy is used ver for the core. 7th Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet., dass ein hohler Kern verwendet wird, dessen Hohlraum mit einem pulverisierten, hochschmelzenden Material aus gefüllt wird, so dass beim Sinterprozess nur die äussere Umhüllung des Kernes vom Sinter körper aufgesogen wird, und dass das hoch schmelzende Pulver nach der Sinterung aus dem Hohlraum entfernt wird. B. Method according to claim, characterized in that a hollow core is used, the cavity of which is filled with a powdered, high-melting material, so that during the sintering process only the outer covering of the core is absorbed by the sintered body, and that the high-melting powder is removed from the cavity after sintering. B. Verfahren nach Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass der Kern, aus einem pulverförmigen, hochschmelzenden Material hergestellt wird, welches mit Hilfe eines bei dem Sinterungsprozess verdampfenden Binde mittels verfestigt wird, und dass nach Ab dampfen des Bindemittels das hochschmelzende Pulver aus dem gesinterten Hohlkörper ent fernt wird. Method according to patent claim, characterized in that the core is made from a powdery, high-melting material which is solidified with the aid of a binding agent that evaporates during the sintering process, and that after the binding agent has evaporated, the high-melting powder is removed from the sintered hollow body becomes.
CH268223D 1948-02-27 1948-11-16 Process for the production of metal bodies with cavities by powder metallurgy. CH268223A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2751293A (en) * 1951-07-31 1956-06-19 Allied Prod Corp Process of making perforated powdered metal article

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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