DE1273142B - Verfahren zur Herstellung von Streifen oder langen Platten aus verpressbaren Metall-, Metallegierungs- oder metallueberzogenen Partikelchen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B22f

Deutsche Kl.: 31 b3-7/02

Nummer: 1273 142

Aktenzeichen: P 12 73 142.9-24 (S 79959)

Anmeldetag: 16. Juni 1962

Auslegetag: 18. Juli 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem Streifen oder lange Platten aus verpreßbaren Metall-, Metallegierungs- oder metallüberzogenen Partikelchen hergestellt werden, die eine größere Streifendicke aufweisen als diejenigen, die durch einfaches Preßwalzen der Partikelchen erhalten werden.

Mit den bekannten Verfahren können nur verhältnismäßig dünne Streifen oder Platten aus Metall-, Metallegierungs- oder metallüberzogenen Partikelchen hergestellt werden. Um aus solchen verpreßbaren Metallpartikelchen beispielsweise Blöcke oder Barren zu bilden, wurden bisher diese Partikelchen in eine feste Form gepreßt und anschließend gesintert. Ein anderer Weg besteht darin, die Metallpulver zu schmelzen und in eine entsprechende Form zu gießen, die dann durch übliche Heiß- oder Kaltbehandlung in Stangen, Drähte, Barren, Platten u. dgl. übergeführt werden.

Die Herstellungskosten bei solchen Verfahren sind recht hoch, und außerdem werden auch die für das Endprodukt erwünschten physikalischen Eigenschaften der Ausgangsprodukte häufig verändert. Dies ist insbesondere bei Verarbeitung von metallüberzogenen Teilchen der Fall.

Es ist auch bekannt, Metallstreifen durch Preßwalzen von Metallpartikelchen herzustellen. Hierbei kann auch zwecks Herstellen mehrschichtiger Streifen ein Mittelstreifen verwendet werden, der unmittelbar nach dem Durchgang zwischen den ihn bildenden Walzen durch eine zweite Walzenpresse geführt wird. In dieser pressen die Walzen weitere Metallpartikelchen für die aufzubringenden Schichten auf. Der auf die erste oder zweite Weise gebildete Preßkörper aus Metallpartikelchen wird in der Fachwelt als Rohstreifen bezeichnet, in dem die einzelnen Partikelchen nur auf Grund der Druckkräfte der Walzenpressen zusammenhalten. Die physikalische Bindung zwischen den Partikelchen — falls überhaupt eine vorhanden ist — ist äußerst gering. Ein kompaktes, in der Struktur im wesentlichen einheitliches Gefüge läßt sich mit diesen bekannten Verfahren nicht erzielen, und verhältnismäßig dicke Körper mit ausreichender Stärke können nicht hergestellt werden. Die Dicke der nach dem Walzpreßverfahren hergestellten Streifen liegt bei etwa einem Hundertstel bis einem Fünfzigstel des Durchmessers der pressenden Walzen. Das bedeutet, daß ein bestimmtes Verhältnis zwischen dem Durchmesser der Walzen der Walzenpresse und der maximalen Dicke des durch Pressen zwischen den Walzen gebildeten Streifens oder der Platte besteht. Theoretisch müßten demnach für dicke Platten eben entsprechend große Verfahren zur Herstellung von Streifen oder
langen Platten aus verpreßbaren Metall-,
Metallegierungs- oder metallüberzogenen
Partikelchen

Anmelder:

Sherritt Gordon Mines Limited, Toronto
(Kanada)

Vertreter:

Dipl.-Chem. I. Schulze
und Dipl.-Ing. E. Gutscher, Patentanwälte,
6900 Heidelberg 1, Gaisbergstr. 3

Als Erfinder benannt:
John Alfred Heath Lund, Vancouver,
^ao British Columbia;

Tibor Krantz, Fort Saskatchewan, Alberta;
Vilnis Silins, Edmonton, Alberta (Kanada)

_ag Beanspruchte Priorität:

Kanada vom 16. Juni 1961 (825 754)

Walzen verwendet werden. Ein solches Vorgehen ist aber in der Praxis in den meisten Fällen nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung von starken, verhältnismäßig dicken Streifen oder langen Platten aus verpreßbaren Metall-, Metallegierungs- oder metallüberzogenen Partikelchen zu schaffen, bei dem der gebildete Körper eine im wesentlichen einheitliche Struktur und eine große Festigkeit aufweist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Streifen oder langen Platten aus verpreßbaren Metall-, Metallegierungs- oder metallüberzogenen Partikelchen, und zwar von größerer Streifendicke, als durch einfaches Preßwalzen der Partikelchen möglich ist, wobei die Teilchen senkrecht in eine Walzenfuge zwischen einander gegenüber angeordneten Walzen einer Walzenpresse eingegeben werden und das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Kern oder Mittelstreifen aus gepreßten und gesinterten Partikelchen in an sich bekannter Weise senkrecht in eine Fuge zwischen einem Paar horizontaler Walzen einer Walzenpresse unter gleichzeitigem

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Eingeben von verdichtbaren Metall-, Metallegie- len 13 und 14. Die Metall- oder metallüberzogenen rungs- oder metallüberzogenen Partikelchen geführt Partikelchen 35 können durch einen oberhalb der wird und diese Partikelchen unter hohem Walzen- Walzen, vorzugsweise mittig über der Fuge 12 angedruck auf die gegenüberliegenden Flächen des Mittel- ordneten Trichter 15 eingegeben werden, wobei Streifens aufgebracht werden. 5 gleichzeitig eine Dosierung der zufließenden Menge Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß die erfolgt. Durch beispielsweise im unteren Teil in Bo-. Schwierigkeiten aller bisher bekannten Verfahren dennähe des Trichters angeordnete winkelförmige dadurch überwunden werden, daß ein zusammen- Leitbleche 20 und 21 wird der am Anfang der Walhängender Mittelstreifen von erheblicher Festigkeit zenfuge vorhandene Spalt 23 verkleinert oder verder aus einem einheitlichen oder nichteinheitlichen io größert. Die Leitbleche 20 und 21 sind auf UnterMaterial besteht, in eine Fuge zwischen einem Wal- lagen 25 und 26 gleitbar angeordnet und werden zenpaar eingeführt wird, wobei zu beiden Seiten des durch Schrauben 27 bzw. 28 so festgehalten, daß sie Mittelstreifens, unmittelbar vor dem Eintritt in die gegeneinander oder voneinander weg geschoben Fuge, Metall- oder metallüberzogene Partikelchen werden können. Durch diese Leitbleche wird der eingegeben werden. Der feste, zusammenhaftende 15 Spalt 23 am Eingang der Walzenfuge 12 eingestellt. Mittelstreifen, der durch die Mitte der Walzenfuge Der in Form eines Streifens oder einer langen hindurchgeht, wirkt als eine Walze mit unendlichem Platte vorliegende Kern (Mittelstreifen) 30 kann von Durchmesser und ermöglicht auf diese Weise das einer Spule 31 abgenommen und zwischen die WaI-Verdichten und Pressen eines Streifens, der minde- zenfuge eingeführt werden. Er muß fest zusammenstens doppelt so dick ist wie ein Streifen, der einfach 20 hängend sein. Die Metall- oder metallüberzogenen durch Pressen zwischen zwei Walzen mit den ent- Partikelchen 35 fließen an jeder Seite der Bahn in sprechend gleichen kleinen Durchmessern gebildet vorbestimmten und gleichmäßigen Mengenanteilen wird. Die Partikelchen auf jeder Seite des Mittel- in die Fuge 12 und werden durch den Mittelstreifen Streifens werden bei diesem Vorgang fest mit dem 30 und die Walzen 10 und 11 zwischen den letztgeletztgenannten verbunden, derart, daß beim Austre- 25 nannten hindurchgezogen. Hierbei werden sie geten des Streifens oder der langen Platte aus der Wal- preßt und mit dem Material des Mittelstreifens 30 zenfuge ein Körper von im wesentlichen einheit- verbunden derart, daß ein dicker Rohstreifen entlicher Struktur gebildet ist, der sich zur weiteren steht.

Heiß- und/oder Kaltbearbeitung in üblicher Weise Für den Mittelstreifen und für die aufzupressenden

eignet. Erfindungsgemäß wird ein Mittelstreifen ver- 30 Seitenstreifen kann das gleiche Material, d. h. Par-

wendet, der aus einem durch Pressen und Sintern tikelchen aus dem gleichen Metall oder den gleichen

fest zusammenhängenden Material besteht. Vorzugs- metallüberzogenen Stoffen, verwendet werden. In

weise wird dieser Mittelstreifen ebenfalls durch Wal- diesem Fall weist der ganze Körper eine einheitliche

zenpressen von Metall-, Metallegierungs- oder me- Zusammensetzung auf.

tallüberzogenen Partikelchen gebildet. Dabei wird 35 Nach einer anderen Ausführungsform kann das zunächst ein Rohstreifen der üblichen Art herge- Partikelmaterial, das auf beiden Seiten der Mittelstellt, der dann gesintert wird, so daß die einzelnen bahn eine gleiche oder unterschiedliche Zusammen-Partikelchen an ihrer Oberfläche durch Molekular- Setzung aufweist, auf einen Mittelstreifen aus einem bindung zusammenhaften. Auf diese Weise entsteht anderen Material aufgebracht werden. Durch Verein fester, zusammenhängender, als Mittelstreifen für 40 wendung verschiedener Metall- oder metallüberzogedas erfmdungsgemäße Verfahren geeigneter Preß- ner Partikelchen können bi- oder trimetallische körper. Streifen gebildet werden.

Ein bereits in einem Durchgang von beiden Seiten Die Dicke der Lagen auf den beiden Seiten des beschichteter Streifen kann auch als fester Kern für Mittelstreifens kann durch Einstellung der Zuflußeinen zweiten Preßvorgang verwendet werden. Da- 45 menge der Partikelchen variiert werden, durch wird der als Endprodukt gebildete Streifen Wenn zur Herstellung eines noch dickeren Strei- oder die lange Platte noch um eine doppelte Lage fens der einmal beschichtete Mittelstreifen selbst als dicker, da auf beiden Seiten des bereits verdickten Mittelstreifen verwendet werden soll, muß auch er ersten Mittelstreifens je zwei weitere Lagen aus den gesintert werden, um das Material ausreichend zu Partikelchen aufgebracht wurden. 50 verdichten und zu verfestigen.

Die Walzen können in irgendeiner bekannten Bei einem Versuch wurde ein 0,1 cm dicker Roh-Weise ausgeführt sein. Der Fugenabstand ist durch streifen durch Pressen von Nickelpulver mit einer die Dicke der zu bildenden Streifen bestimmt. Sie Partikelgröße von 50 bis 150 μ hergestellt. Dieser sind auf rotierenden Wellen angeordnet, die beispiels- Rohstreifen wurde bei 1200° C gesintert und anweise elektrisch angetrieben werden. Sie bestehen 55 schließend wieder einer Walzenpressung unterworfen, vorzugsweise aus Stahl und weisen je nach den Er- Während des Pressens wurde zu beiden Seiten des fordernissen eine härtere oder weichere Oberflächen- durch die Walzenfuge gehenden Mittelstreifens Nikbeschaffenheit auf. Sie sind leicht federnd angeord- kelpulver zugegeben. Der hinter den Druckwalzen net, damit ein vorbestimmter Druck auf das in die austretende Streifen hatte eine Dicke von 0,5 cm. Fuge eingegebene Partikelmaterial ausgeübt wird. Je 60 Das bedeutet, daß er bei einmaligem Durchlaufen nach dem eingestellten Druck können dickere oder fünfmal so dick war wie der eingeführte Mitteldünnere Streifen bzw. lange Platten erhalten werden. streifen. Es wurde gefunden, daß die Dicke der Strei-In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer fen oder langen Platten lediglich durch die Abmeszur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah- sung und Leistungsfähigkeit der Walzenpresse berens geeigneten Vorrichtung schematisch dargestellt. 65 grenzt ist.

Die Walzen 10 und 11 liegen horizontal und sind In der folgenden Tabelle sind die Werte ange-

einander gegenüber im Abstand 12, der die Walzen- geben, die bei Verwendung von Stahlwalzen mit

fuge bestimmt, angeordnet. Sie rotieren mit den WeI- einem Durchmesser von 15,3 cm und einer Geschwin-

digkeit von 10 U/min erhalten wurden. Auf die zwischen den Walzen hindurchgehenden Streifen oder langen Platten wurde ein Druck bis zu 14,1 t/cm² und mehr ausgeübt.

Dicke
(cm)

Mittelstreifen

Material

0,089
0,089

Nickelstreifen
Nickelstreifen

Hergestellter Streifen
I Dichte

Dicke
(cm)

0,376
0,445

des theoretischen Wertes

(Vo)

IO

56
60

Die Zahlen in Spalte 3 zeigen deutlich den durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Zuwachs an Dicke des Streifens, verglichen mit denen in Spalte 1.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Streifen oder langen Platten aus verpreßbaren Metall-, Metalllegierungs- oder metallüberzogenen Partikelchen, und zwar von größerer Streifendicke, als durch einfaches Preßwalzen der Partikelchen möglich ist, wobei die Teilchen senkrecht in eine Walzenfuge zwischen einander gegenüber angeordneten Walzen einer Walzenpresse eingegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kern

oder Mittelstreifen aus gepreßten und gesinterten Partikelchen in an sich bekannter Weise senkrecht in eine Fuge zwischen einem Paar horizontaler Walzen einer Walzenpresse unter gleichzeitigem Eingeben von verdichtbaren Metall-, Metallegierungs- oder metallüberzogenen Partikelchen geführt wird und diese Partikelchen unter hohem Walzdruck auf die gegenüberliegenden Flächen des Mittelstreifens aufgebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern oder Mittelstreifen aus dem gleichen Material besteht wie die Partikelchen, die auf beide Seiten dieses festen, zusammenhängenden Streifens aufgebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern oder Mittelstreifen aus einem anderen Material besteht als die auf seine beiden Seiten aufgebrachten Partikelchen.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metall-, Metallegierungsoder metallüberzogenen Partikelchen, die auf der einen Seite des Kerns oder Mittelstreifens eingeführt werden, aus einem anderen Material bestehen als diejenigen, die auf der gegenüberliegenden Seite dieses Streifens eingegeben werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 551 931.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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