DE1209409B

DE1209409B - Heisspressform

Info

Publication number: DE1209409B
Application number: DED32212A
Authority: DE
Inventors: Fritz Frehn
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1959-12-24
Filing date: 1959-12-24
Publication date: 1966-01-20
Also published as: GB899915A

Description

Heißpreßform Es ist bekannt, pulverförmige Werkstoffe, etwa metallischer oder auch nichtmetallischer Natur, durch Heißpressen zu kompakten Werkstücken zu verarbeiten. Dies geschieht üblicherweise so, daß die pulverförmigen Werkstoffe in eine Form eingefüllt und sodann bei Raumtemperatur oder schwach erhöhter Temperatur unter Druck von vorzugsweise mehr als 100 kg/cm= gesetzt werden. Der Druck wird mittels eines oder mehrerer Preßstempel auf den Werkstoff ausgeübt. Anschließend wird unter Aufrechterhaltung des Druckes entweder die Form oder der Werkstoff selbst aufgeheizt. In den meisten Fällen wird so vorgegangen, daß eine Heißpreßform aus Graphit verwendet und diese im direkten Stromdurchgang aufgeheizt wird. Ist eine von der jeweiligen Natur des heißzupressenden Werkstoffes unabhängige Temperatur erreicht, so tritt eine Erweichung des Werkstoffes ein und damit eine Verdichtung, die zur Bildung eines mehr oder weniger homogenen Werkstückes führt. Darauf wird der Heizstrom abgeschaltet und nach dem Abkühlen das Werkstück aus der Heißpreßform entnommen.
Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß selbst bei den besten Graphitsorten eine geringe Oberflächenporosität vorhanden ist, so daß der heißzupressende Werkstoff während einer Fließperiode in die Poren der Oberfläche eingedrückt wird. Dieser Umstand bringt den Nachteil mit sich, daß bei Beendigung des Heißpreßvorganges die Form mit dem Werkstück mehr oder weniger fest verbunden ist, so daß dieser nur unter Zerstörung der Form gewonnen werden kann. Anschließend ist meist noch eine Oberflächenreinigung des Werkstückes, etwa durch Sandstrahlen oder dergleichen Maßnahmen, erforderlich. Ein weiterer Nachteil der Graphitform besteht darin, daß in vielen Fällen Reaktionen mit dem heißzupressenden Werkstoff eintreten, wodurch einerseits dessen Zusammensetzung in unerwünschter Weise verändert und andererseits das Festbacken des Werkstückes an der Form noch verstärkt wird.
Es ist auch bereits bekannt, Bornitrid als Werkstoff für eine Heißpreßform zu verwenden. Dabei müssen aber wegen der verhältnismäßig geringen zu erzielenden Härte und Festigkeit des Bornitrids Stützformen aus Quarz und Metall vorgesehen werden, um die Heißpreßform aus Bornitrid zu versteifen.
Der Erfindung liegt nun demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Heißpreßform zu schaffen, durch die die aufgezeigten Nachteile bekannter Formen vermieden werden und die aus einem einzigen Werkstoff herstellbar ist, der ein Entfernen des Preßlings mit guter Oberflächenbeschaffenheit ohne Zerstörung der Form ermöglicht und keiner Stützen oder Versteifungen bedarf.
Erfindungsgemäß wird ein Werkstoff für eine Heißpreßform vorgeschlagen, der die geschilderten Nachteile nicht aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Form aus heißgepreßtem Aluminiumnitrid besteht.
Das Heißpressen von käuflichem oder auf die übliche Weise hergestelltem Aluminiumnitrid bereitet zwar erhebliche Schwierigkeiten. Gemäß einem nicht vorbekannten Vorschlag ist es jedoch möglich, diese Schwierigkeiten aufzuheben und dadurch zu einem heißpreßfähigen Aluminiumnitrid zu gelangen, daß Aluminiumnitrid auf bekannte Weise, etwa durch Reaktion von feinverteiltem Aluminiummetall mit Stickstoff bei erhöhten Temperaturen, hergestellt und dieses anschließend durch nochmaliges Glühen unter vorzugsweise strömendem Stickstoff von erniedrigtem Druck oberhalb 1600° C behandelt wird. Formkörper, die aus diesem Werkstoff durch Heißpressen erzeugt werden, weisen eine derart glatte Oberfläche auf, daß eine mechanische Verbindung zwischen diesen und anderen hocherhitzten und gegebenenfalls auch unter Druck stehenden Werkstoffen nicht eintritt.
Weiter wurde festgestellt, daß mit den weitaus meisten Werkstoffen, für die das Heißpressen als Verarbeitungsmethode in Frage kommt, auch eine Benetzung und Reaktion der Aluminiumnitridformen, selbst bei stark erhöhten Temperaturen, nicht eintritt.
Aus den genannten Gründen ist es bei Benutzung einer erfindungsgemäßen Heißpreßform möglich, anschließend an das Heißpressen, etwa nach dem Abkühlen des Werkstückes und der Form, dieses aus der Form auszustoßen, ohne diese zu zerstören. Als besonders günstiger Umstand kommt noch hinzu, daß Formen aus heißgepreßtem Aluminiumnitrid insbesondere mit Graphit bei erhöhter Temperatur nicht in Reaktion treten, so daß es möglich ist, die aus heißgepreßtem Aluminiumnitrid bestehende Form dichtschließend mit einer Hülse aus Graphit zu umgeben. Diese erhitzte Hülse gibt die Wärme durch direkte Leitung an die Innenteile der Form ab. Versuche haben ergeben, daß dies leicht möglich ist, da Körper aus heißgepreßtemAluminiumnitrid zwar einen hohen elektrischen Widerstand, aber eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
Die praktische Erprobung der erfindungsgemäßen Heißpreßform hat gezeigt, daß diese sich besonders für das Heißpressen von Hartmetall eignet. Die erzeugten Werkstücke wurden anschließend an den Heißpreßvorgang auf eine Temperatur von weniger als 400° C abgekühlt.. Sodann wurde das heißgepreßte Werkstück mittels eines Stempels aus der Form gestoßen. Die Form konnte erneut verwendet werden, und es zeigte sich, daß ohne Einbuße an Maßhaltigkeit mit einer Form mehrere Werkstücke gepreßt werden konnten.
Da das heißzupressende Hartmetall aus der erfindungsgemäßen Form keinerlei Bestandteile, insbesondere keinen Kohlenstoff, aufnehmen kann, ist es möglich, nunmehr auch solche Hartmetallsorten durch Heißpressen zu verarbeiten, die bisher mangels eines geeigneten Werkstoffes für die Form diesem Verfahren nicht zugänglich waren.
Außer für die Herstellung von heißgepreßten Formkörpern aus Hartmetallen erweisen sich die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Formen für das Heißpressen von hochschmelzenden Metallen mit großer Kohlenstoffaffinität als besonders geeignet. Auch dem Heißpressen dieser Werkstoffe stand bislang das Fehlen eines geeigneten Formwerkstoffes erschwerend gegenüber.
Heißpreßformauskleidungen aus Aluminiumoxyd sind bekannt. Dieser Werkstoff hat für den genannten Zweck jedoch verschiedene Nachteile. Einmal ist seine Wärmeleitfähigkeit sehr gering, so daß praktisch lediglich eine Aufhetzung des heißzupressenden Werkstoffes selbst in Frage kommt, und zum anderen bereitet auch insbesondere die serienmäßige Herstellung derartiger Heißpreßformen erhebliche Schwierigkeiten. Diese bestehen bei den erfindungsgemäßen Formen nicht, da es leicht möglich ist, diese selbst durch Heißpressen in Graphitformen zu erzeugen.
Ein weiteres Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Formen ist das Heißpressen von Oxyden oder sonstigen, leicht reduzierbaren Werkstoffen sowie auch von metallischen Magnetlegierungen, etwa auf der Basis Al-Ni-Fe oder Al-Ni-Co-Fe.

Claims

Patentanspruch: Aus einer Aluminiumverbindung bestehende Form zum Heißpressen von Werkstücken aus metallischem oder nichtmetallischem Pulver, dadurch gekennzeichnet, daß die Form aus heißgepreßtem Aluminiumnitrid besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 289 864; deutsche Patentanmeldung D 7746 I b / 491 (bekanntgemacht am 23. 9.1954).