DE1202641B

DE1202641B - Compression mold

Info

Publication number: DE1202641B
Application number: DED23109A
Authority: DE
Inventors: Rolf Kempkes
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1956-06-08
Filing date: 1956-06-08
Publication date: 1965-10-07

Description

Preßform In der Technik liegt das Problem vor, aus pulverförmigen Massen Gehalte an organischen oder anorganischen Flüssigkeiten zu entfernen und gegebenenfalls gleichzeitig die Pulver in Formkörper zu überführen. So muß beispielsweise der Fettgehalt aus Kakaopulver, die sogenannte Kakaobutter, entfernt werden, damit der Kakao nicht ranzig wird. So gilt es, bei der Herstellung von keramischen Dauermagneten aus Ferriten auf der Basis Eisen-III-Oxyd/ Bariumoxyd oder von Eisenfeinstpulvermagneten nach N6el eine Suspension der Feinstpulver in Formkörper überzuführen.The problem in technology is that of powdery To remove bulk contents of organic or inorganic liquids and optionally at the same time to convert the powders into shaped bodies. So must for example the fat content of cocoa powder, the so-called cocoa butter, can be removed so that the cocoa does not go rancid. So it applies to the manufacture of ceramic permanent magnets made of ferrites based on iron (III) oxide / barium oxide or of very fine iron powder magnets According to N6el, a suspension of the very fine powder is converted into shaped bodies.

In den erwähnten Fällen setzt man das Pulvergemisch in geeigneten Preßwerkzeugen einem mehr oder minder hohen Preßdruck aus. Die überflüssige Flüssigkeit strömt hierbei unter Einwirkung des Preßdruckes zwischen Stempel und Matrizenwand hindurch oder sie wird durch Löcher im Unterstempel usw. abgeführt. Es ist auch bereits bekanntgeworden, Filter in Form von Geweben, etwa aus Textilfasern, Filz, Papier, Metallgeweben od. dgl. in solchen Preßvorrichtungen vorzusehen. Um zu verineiden, daß das auszupressende Gut mit diesen gewebten Filtern unmittelbar in Berührung kommt, ist es bekannt, das eigentliche Filter mit einer durchlöcherten Metallplatte abzudecken. Bereits bei Drücken von wenig mehr als 1 t/cm2 - in der Praxis kommen aber erheblich höhere Drücke vor - setzen sich die Löcher solcher Vorrichtungen infolge des Hereindrückens der Abdeckstoffe zu, oder diese verdichten sich so, daß sie praktisch keine Flüssigkeit mehr hindurchlassen. Dann quillt die schlammartige Masse zwischen Stempel und Matrize nach oben und nach unten aus der Preßform heraus, führt zu größeren Verlusten an Pulvermasse und verschmutzt in kurzer Zeit Preßwerkzeug, Preßtisch und Presse.In the cases mentioned, the powder mixture is exposed to a more or less high pressing pressure in suitable pressing tools. The superfluous liquid flows under the action of the pressure between the punch and die wall or it is discharged through holes in the lower punch, etc. It has also already become known to provide filters in the form of fabrics, for example made of textile fibers, felt, paper, metal fabrics or the like in such pressing devices. In order to prevent the material to be pressed out coming into direct contact with these woven filters, it is known to cover the actual filter with a perforated metal plate. Even at pressures of a little more than 1 t / cm2 - in practice, however, considerably higher pressures occur - the holes in such devices become blocked as a result of the covering materials being pressed in, or they condense in such a way that they practically no longer allow any liquid to pass through. Then the sludge-like mass between the punch and die swells up and down out of the mold, leads to greater losses of powder mass and soils the press tool, press table and press in a short time.

Zweck der Erfindung ist es, eine Preßform anzugeben, die die oben aufgezeichneten Nachteile beim Verpressen von Aufschlämmungen pulverförmiger Massen nicht hat.The purpose of the invention is to provide a mold that the above recorded disadvantages when compressing slurries of pulverulent masses not has.

Es wird eine Preßform vorgeschlagen, die aus einer Matrize und einem in diese eintauchenden, Vorzugsweise mehrfach durchbohrten Preßstempel besteht und die erfindungsgemäß durch eine porös gesinterte metallische Platte als Arbeitsfläche des Stempels gekennzeichnet ist. Die Platte wird zweckmäßigerweise aus feinporigem Werkstoff hergestellt, der genügend saugfähig ist. Mit einer solchen Preßform ist es möglich, selbst Massen einwandfrei zu Formkörpern zu pressen, die erhebliche Mengen an Flüssigkeiten aufweisen. Sobald der Preßdruck einsetzt, entweicht die Flüssigkeit durch die porösen Platten, die die Arbeitsfläche der Stempel bilden und durch die Bohrungen der Stempel hindurch. Dabei ist es gleichgültig, ob die zu pressenden Massen mit organischen oder anorganischen Flüssigkeiten angefeuchtet sind.It is proposed a mold, which consists of a die and a consists in this plunging, preferably multiple pierced press ram and according to the invention by a porous sintered metallic plate as a work surface marked on the stamp. The plate is expediently made of fine-pored Material made that is sufficiently absorbent. With such a mold is it is possible even to properly press masses into molded bodies, the considerable Have amounts of liquids. As soon as the pressure starts, the escapes Liquid through the porous plates that form the working surface of the stamp and through the holes in the punch. It does not matter whether the masses to be pressed moistened with organic or inorganic liquids are.

Auf einem anderen Arbeitsgebiet ist es bereits bekanntgeworden, Teile von Preßformen, sogenannten Gesenken, aus porösen Werkstoffen herzustellen. Diese Teile stehen dann unter Druckschmierung, wodurch an den Wänden des Gesenkes ein ölfilm aufrechterhalten wird. Hierdurch wird die Oberflächengüte des Preßlings verbessert und das Ausstoßen desselben erleichtert. Abgesehen davon, daß die Anordnung der porösen Teile im Gesenk stets so getroffen wurde, daß die Preßkraft, die das Gesenk auf das zu bearbeitende Teil überträgt, im wesentzlichen von den nichtporösen Gesenkteilen aufgebracht wird, stehen infolge der hydrostatischen Gesetze die lamellenartigen Wände der porösen Teile beidseitig unter gleichem Druck. Hierdurch wird eine Deformation derselben verrnieden, so daß sich die Porosität der Gesenkteile während des Arbeitens nicht verändert. Diese bei der Druckschmierung vorliegenden Verhältnisse sind aber verschieden von den hydrostatischen Bedingungen, unter denen die vorliegende Preßform arbeiten muß. Da bei ihr die auszupressende Flüssigkeit drucklos abgeführt wird, tritt eine einseitige Belastung der porösen Preßwände ein, und es war zunächst zu befürchten, daß diese sich unter dem Einfluß des Preßdruckes verfonnt und hierbei die Kapillaren und Poren verstopft werden. überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß dies nicht der Fall ist. Selbst dann, wenn nur sehr geringe Porenweiten verwendet werden, treten keine Störungen des Preßbetnebes infolge solcher Deformationen der Wände ein.It has already become known in another area of work, parts of molds, so-called dies, made of porous materials. These Parts are then under pressure lubrication, which causes a sticking on the walls of the die oil film is maintained. This improves the surface quality of the compact and facilitates its expulsion. Apart from the fact that the arrangement of the porous parts in the die was always hit in such a way that the pressing force exerted by the die transfers to the part to be machined, essentially from the non-porous die parts is applied, the lamellar are due to the hydrostatic laws Walls of the porous parts on both sides under the same pressure. This causes a deformation the same, so that the porosity of the die parts during work not changed. However, these conditions exist with pressure lubrication different from the hydrostatic conditions under which the present die have to work. Since the liquid to be squeezed out is discharged without pressure, a one-sided loading of the porous press walls occurs, and it was initially closed fear that this will become entangled under the influence of the pressing pressure and thereby the capillaries and pores become clogged. Surprisingly, however, it has been shown that this is not the case. Even if only very small pore sizes are used there are no disturbances of the Preßbetnebes due to such deformations of the Walls a.

Soweit die Teilchen, aus denen die zu pressende Masse besteht, feiner sind als die gewählte Porosität des Sintermetalls - in der Praxis kommen Porositätsgerade zwischen 1 und 100 #t Porenweite in Frage - ist es empfehlenswert, die Arbeitsfläche der porösen Platte zu glätten. Sie erhält auf diese Weise eine Oberfläche, die ein Eindringen der feinsten Teilchen der Masse verhindert, ohne den Durchtritt der Flüssigkeit nennenswert zu beeinträchtigen. Es ist auch möglich, zu dem gleichen Endzweck während des Preßvorganges auf die poröse Platte beispielsweise ein Tuch od. dgl. aufzulegen.If the particles that make up the mass to be pressed are finer than the selected porosity of the sintered metal - in practice, porosity lines between 1 and 100 #t pore size are possible - it is advisable to smooth the working surface of the porous plate. In this way, it receives a surface that prevents the finest particles of the mass from penetrating without significantly impairing the passage of the liquid. It is also possible, for the same end purpose, to place a cloth or the like on the porous plate during the pressing process, for example.

Die aus der Masse ausgepreßte Flüssigkeit verläßt die Matrize durch die Bohrungen der Stempel. Es ist daher zweckmäßig, an den Stempeln außerhalb des Preßbereiches Auffangbecken vorzusehen, in die die Bohrungen einmünden. Auf diese Weise wird ein Verschmutzen der Pressen verhindert und gleichzeitig die Flüssigkeit zurückgewonnen.The liquid squeezed out of the mass leaves the die the holes in the punch. It is therefore advisable to work on the stamps outside the Provide pressing area collecting basin into which the holes open. To this This prevents soiling of the presses and, at the same time, the liquid recovered.

Preßformen gemäß der Erfindung können für die verschiedensten Zwecke verwendet werden, bei denen es darauf ankommt, eine mit mehr oder minder großen Flüssigkeitsmengen angeteigte Masse zu verpressen. Besonders zweckmäßig sind solche Preßformen jedoch für die Herstellung von Preßkörpern für Dauermagnete. In diesem Fall können die Preßstempel und die porösen Deckplatten aus magnetisch leitendem Werkstoff hergestellt sein und mit Dauermagneten besetzt oder mit dem Joch eines Elektromagneten verbunden werden. Auf diese Weise kann während des Pressens ein magnetisches Richtfeld angelegt werden, so daß sich die Pulverteilchen in die Richtung des Feldes einstellen können. Insbesondere dann, wenn mit dem Pressen nach dem Einfüllen der Masse zunächst kurzzeitig gewartet wird, so daß sich ein Ausrichten der Teilchen vollziehen kann, während noch erhebliche Flüssigkeitsmengen vorhanden sind, kann mit vergleichsweise schwachen magnetischen Feldern gearbeitet werden. Die Herstellung magnetisch isotroper Körper ist auf diese Weise wesentlich erleichtert.Molds according to the invention can be used for a wide variety of purposes be used where it matters, one with more or less large Liquid quantities of pasted mass to be pressed. These are particularly useful However, press molds for the production of pressed bodies for permanent magnets. In this Case, the ram and the porous cover plates can be made of magnetically conductive Be made of material and occupied with permanent magnets or with the yoke of a Electromagnets are connected. In this way, a Magnetic directional field are applied so that the powder particles in the direction of the field. Especially when pressing after filling the mass is initially waited for a short time, so that an alignment of the particles can take place while there are still significant amounts of fluid present work with comparatively weak magnetic fields. The production magnetically isotropic bodies are made much easier in this way.

In der Zeichnung sind mehr oder minder schematisch zwei Ausführungsformen einer Preßform gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar in axialen Schnitten.The drawing shows two embodiments more or less schematically a mold according to the invention shown, in axial sections.

Ab b. 1 zeigt die Matrize 1, in die in an sich bekannter Weise die beiden Preßstempel 2 eingeführt sind. Die Preßform kann in jeder Presse verwendet werden, die in der keramischen und pulvennetallurgischen Industrie üblich ist. From b. 1 shows the die 1 into which the two rams 2 are inserted in a manner known per se. The die can be used in any press used in the ceramic and powder metallurgical industries.

Die Preßstempel sind spiegelbildlich gleich, so daß es genügt, einen Preßstempel zu beschreiben.The rams are mirror images of the same, so that it is sufficient to have one To describe the press ram.

Die Arbeitsfläche besteht aus einer porös gesinterten Metallplatte 3, und zwar insbesondere aus einer Platte mit feinen Poren. Der Stempel 2 weist axiale Bohrungen 4 auf, die in radiale Kanäle 5 münden. Unterhalb des Austrittes dieser Radialkanäle 5 nach außen befindet sich ein Auffangbecken 6. Um zu verhindern, daß Flüssigkeit oder gar Suspension längs der Stempel aufsteigt, sind Dichtungsringe 7 in der Form in sich federnder Simmerringe vorgesehen.The work surface consists of a porous sintered metal plate 3, in particular a plate with fine pores. The punch 2 has axial bores 4 which open into radial channels 5. Below the exit of these radial channels 5 to the outside is a collecting basin 6. To prevent liquid or even suspension from rising along the stamp, sealing rings 7 are provided in the form of resilient Simmerrings.

Im dargestellten Beispiel soll die Preßform der Erzeugung zylindrischer Preßkörper dienen. Es ist aber ebenso möglich, die Preßform für Körper rechteckigen Querschnittes auszubilden, und es sind auch abgewandelte Formen möglich, wie dies in der Preßtechnik üblich ist. Unter Umständen müssen die Abdichtungen der Stempel in anderer Form, beispielsweise durch Einlage von Gummi, Kunststoff oder Wolle, aufgebaut werden. Je nach den gegebenen Verhältnissen ist es unter Umständen ausreichend, nur einen Stempel für die Abfuhr der Flüssigkeit einzurichten. In anderen Fällen kann es zweckmäßig sein, auch die Wand der Matrize ganz oder teilweise porös zu gestalten; allerdings ergeben sich in diesem Falle häufig Schwierigkeiten beim Ausstoßen des Preßkörpers.In the example shown, the mold is intended to produce cylindrical Serving pressed bodies. But it is also possible to make the mold for bodies rectangular Form cross-section, and there are also modified shapes possible, such as this is common in the pressing technology. Under certain circumstances, the seals of the stamp in another form, for example by inserting rubber, plastic or wool, being constructed. Depending on the circumstances, it may be sufficient to only to set up a stamp for the drainage of the liquid. In other cases it can be expedient to also make the wall of the die completely or partially porous design; however, in this case, ejection difficulties often arise of the compact.

Wenn magnetisch anisotrope Körper hergestellt werden sollen, wobei die Vorzugsrichtung der Magnetisierung in der Preßrichtung liegt, kann die Preßform gemäß der Erfindung so ausgebildet sein, daß die Stempel und die porösen Platten aus magnetisch leitendem Werkstoff hergestellt sind und an ihren Enden Dauermagnete 8 tragen. An Stelle von Dauermagneten kann, wie dies aus Ab b . 2 hervorgeht, auch ein Elektromagnet 9 vorgesehen werden, der über seine Joche 10 Anschluß an die Stempel 2 hat. Die Ab b. 2 ist im übrigen, abgesehen von der Anordnung des Elektromagneten an Stelle der Dauermagnete, der Anordnung nach A b b. 1 gleich.If magnetically anisotropic bodies are to be produced, the preferred direction of magnetization being in the pressing direction, the mold according to the invention can be designed so that the stamps and the porous plates are made of magnetically conductive material and have permanent magnets 8 at their ends. Instead of permanent magnets, as shown in Fig. B. 2, an electromagnet 9 is also provided, which has 10 connection to the punch 2 via its yokes. The Ab b. 2 is, apart from the arrangement of the electromagnet in place of the permanent magnets, the arrangement according to A b b. 1 same.

Wenn ein magnetischer Richteffekt während des Pressens erzielt werden soll, muß, um eine Störung der magnetischen Feldlinien zu vermeiden, die Matrize 1 aus nichtferromagnetischem Werkstoff hergestellt sein. Hierzu bieten sich die verschiedensten Werkstoffe an, wie beispielsweise Messing, austenitischer Stahl, Hartmetall oder auch Legierungen auf der Basis Chrom-Kobalt-Wolfram, die unter dem Namen Akrit bekannt sind.If a magnetic directional effect is to be achieved during pressing, the die 1 must be made of non-ferromagnetic material in order to avoid disturbance of the magnetic field lines. A wide variety of materials can be used for this, such as brass, austenitic steel, hard metal or alloys based on chromium-cobalt-tungsten, which are known under the name Akrit.

Die porösen Platten können aus ferritischem Chromstahl oder aus Chrom-Nickel-Stahl-Legierungen bestehen, wenn sie magnetisch leitend sein müssen, wie dies bei der Herstellung gerichteter Magnete der Fall ist. Für andere Fälle, bei denen ein magnetischer Richteffekt in dem Preßkörper nicht erzielt werden soll, können auch poröse Platten aus austenitischen Stählen, aus Sinterbronze mit Nickelzusätzen und sonstigen Sintermetallen genügend hoher Druckfestigkeit verwendet werden.The porous plates can be made of ferritic chromium steel or of chromium-nickel-steel alloys exist when they have to be magnetically conductive, as is the case during manufacture directional magnets is the case. For other cases where there is a magnetic straightening effect should not be achieved in the compact, porous plates made of austenitic Steels made of sintered bronze with nickel additives and other sintered metals are sufficient high compressive strength can be used.

Claims

Patent claims: 1. Compression mold, consisting of a die and a plunger dipping into it, preferably with multiple holes, for the production of pressed bodies from suspensions, slurries, slips or the like, in particular for the production of permanent oxide magnets based on ferric iron. Oxide / barium oxide, characterized by a porous sintered metallic plate (3) as the working surface of the stamp (2).

2. Press mold according to claim 1, characterized in that the plate (3) consists of very fine-pored material. 3. Die. according to claim 1 or 2, characterized in that the working surface of the porous plate (3) is smoothed. 4. Press mold according to claim 1 or 2, characterized in that a cloth pad is provided during the pressing process on the porous plate (3). 5. Press mold according to claim 1 to 4, characterized by a collecting basin (6) on the press ram (2) into which the bores (4, 5) of the press ram open. 6. Press mold according to claim 1 to 5, characterized in that the press ram (2) and the porous plate (3) are made of magnetically conductive material and the press ram with a permanent magnet (8) or with the yoke (10) one Electromagnet (9) is connected. 7. Press mold according to claim 6, characterized in that the porous plate (3) is made of ferritic chromium or chromium-nickel steel. Documents considered: German Patent No. 571553; British Patent No. 241,980; Kieffer and Hotop, "Sintereisen und Sinterstahl", Vienna 1948, pp. 372 and 373; Industrieanzeiger, Volume 76 , November 1954, No. 94 to 96 from November 23, 26 and 30 , 1954, article "State of powder metallurgy in the USA".