DE2253028A1

DE2253028A1 - Strangpressverfahren

Info

Publication number: DE2253028A1
Application number: DE19722253028
Authority: DE
Inventors: Frederick Arthur Kirk
Original assignee: Davy Ashmore Ltd
Current assignee: Davy Ashmore Ltd
Priority date: 1972-10-28
Filing date: 1972-10-28
Publication date: 1974-05-09

Description

Strangpressverfahren Die Erfindung betrifft Strangpressverahren, insbesondere ein Verfahren, bei dem Werkstücke aus Metallbarren stranggepreßt werden. Der Begriff "Metall" beinhaltet in diesem Zusammenhang auch Metalllegierungen.
Aufgabe der Erfindung war, ein Verfahren zu schaffen, mit dem sich metallische Strangpressteile aus Metallpulver herstellen lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem Metallpulver unter Druck auf einen Wert unterhalb der theoretischen Dichte verdichtet wird. Der so geformte Pressling wird, nachdem seine Oberfläche versiegelt worden ist, bei erhöhter Temperatur durch eine Matritze stranggepreßt., Die Versiegelung der äußeren Oberfläche des Presslings verhindert den Eintritt von Luft in das poröse Material des Presslings und damit die Zersetzung des Presslings.
Das Versiegelungsmaterial kann Salz - dabei wird der Pressling in ein Bad geschmolzenen Salzes getaucht - oder ein feines Pulver eines duktielen Metalls sein, vorzugsweise wird jedoch Glas verwendet. Der Pressling kann in ein Bad geschmolzenen Glases getaucht werden, um eine den Pressling umhüllende Glasbeschichtung zu bilden und um den Pressling vor dem Strangpressen vorzuwärmen, oder aber z.B.
durch Spruhen mit einer Glasbeschichtung versehen werden, so daß der Pressling vor dem abschließenden, dem Strangpressen vorausgehenden Aufheizung gegen den atmosphärischen Sauerstoff isoliert ist.
Wenn das Metallpulver Drücken ausgesetzt wird, die mi industriellen Geräten erreichbar sind, z.B. 2000 bis 7000 ata, bildet es einen mechanischen Verbund, der durch von dem an der Pulveroberfläche angelagerten Sauerstoffgehalt, dem Metallgehalt und dem ausgeübten Druck abhängigen chemischen Kräften verstärkt werden kann. Die Dichte des Presslings erreicht jedoch nicht den vollen Wert der theoretischen Dichte, so daß der Pressling weitgehend porös ist. Die Zersetzung des Materials des Presslings, die durch jede Wärmebehandlung des Presslings in einer nicht inerten Atmosphäre hervorgerufen werden könnte, wird durbh die Versiegelung der äußeren Oberfläche des, Presslings verhindert, da dadurch der Pressling während der Wärmebehandlung von der Luft abgeschlossen ist. Als Versiegelungsmaterial verwendetes Glas kann gleichzeitig als schmsermit tel während des Strangpressproßes dienen.
Die Verdichtung des Metallpulvers wird vorzugsweise dadurch bewirkt, daß ein Beutel aus Gummi oder einem anderen elastomerischen Material mit Metallpulver gefüllt, verschlossen und in einem Druckbehälter einem FlUssigkeits druck ausgesetzt wird. Der aufgebrachte Druck liegt in einem mit industriellen Geräten erzielbaren Druckbereich.
In diesem Druckbereich wird Stahlpulver auf ungefähr 70 bis 80 , seiner theoretischen Dichte verdichtet.
Der Pressling wird dann, entweder durch ein Sprühverfahren oder ein Tauchverfahren vorzugsweise mit Glas beschichtet. Danach wird er in einem Ofen mit kontrollierter Atmosphäre aus Wasserstoff oder einem Inertgas bei derjenigen Temperatur eingesetzt die. erforderlicher ist, ein Aussintern des Glases zu gestatten und damit die Oberfläche des Presslings vollstandig zu versiegeln. Dadurch beinhaltet das in dem Pressling eingeschlossene Gas ein Minium den Pressling zersetzenden Sauerstoff So Wenn die Versiegelung nicht vorgenommen wird, ist in dem porösen Pressling Luft eingeschlossen, die während der nachfolgenden Wärmebehandlung eine übermäßige Oxidation bewirkt.
Bei einer alternativen Ausführungsform wird die Glasumhüllung des Presslings dadurch herbeigeführt, daß ein Glasgleitmittel vor dem Einfüllen des Metallpulvers in den Beutel auf die Innenseite der Wände des Metallbeutels gesprüht wird.
Der versiegelte Pressling wird darn in die abschließende Wärmebehandlungszone transportiert, um seine Temperatur auf die Strangpresstemperatur zu bringen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der-in den Zeichnungen dargestellten Verfahrensschritten zweier Ausführungsformen ausführlich beschrieben.
Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Fertigungeschritte einer Ausfübrungsform des erfindungsgemessen Verfahrens, bei der die Oberfläche eines Presslings durch Sprühen oder Tauchen versiegelt wird; Fig. 2 eine schematische Darstellung der Fertigungsschritte einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Oberfläche des Presslings durch Besprühen der Innenseite eines elastischen Beutels versiegelt wird.
Gemäß Fig. 1A ist ein Beutel 1 aus Gummi oder einem anderen elastomerischen Material mit Metallpulver 2 und einem den Beutel verschließenden Dichtungsspund 3 gefüllt.
Der Beutel 1 besitzt eine weitgehend zylindrische Form mit einem Durchmesser von z.B. 75 bis 400 mm und einer Lange von z.B. 100 bis 1000 mm. Der Beutel und sein Inhalt werden in eine isostatische Kammer 4 eingesetzt und mittels eines unter Druck durch einen Eintritt 5 in die Kammer 4 eingespeisten Mediums einem kalten isostatischen Kompressionsprozeß unterworfen. Die Einspeisung des Druckmediums wird durch ein Ventil 6 geregelt. In der Kammer wird das Pulver einem Druck von vorzugsweise ungefähr 2000 bis 4000 ata ausgesetzt und dadurch zu einem Pressling 7 mit ungefähr 70 bis 80 % mit der theoretischen Dichte geformt. Nach der Beendigung des Kompressionsprozeßes wird der Pressling 7 gemäß Fig, 1B aus dem Beutel 1 ausgestoßen.
Unmittelbar danach wird die äußere Oberfläche des Presslings 7 mit einer Beschichtung 8 aus Glas versiegelt.
Die Glasbeschichtung 8 läßt sich durch das Aufsprühen eines Glas-Gleitmitttts auf die äußere Oberfläche des Presslings 7 gemäß Fig. 1C oder alternativ durch das Tauchen des Presslings 7 in ein Bad 9 geschmolzenen Glases gemäß Fig. 1D herstellen.
Bei der Anwendung eines Tauchprozesses besitzt die verwendete Glasart eine Schmelztemperatur von ungefähr 10000C; solche Glasarten werden beim Strangpressen von Stahlbarren eingesetzt. Beim Sprühen des Glases auf den Pressling kann das Glas aus einer Mischung zweier verschiedener Glaspulver in einem flüssigen Trägermittel bestehen. Die Glaspulver haben vorzugsweise eine Partikelgröße kleiner 100 /um. Eines der Pulver ist ein übliches Strangpressglas mit einer Schmelztemperatur von ungefähr 1000 °C.
während das andere Pulver ein Glas mit einer Schmelztemperatur von ungefähr 400 bis 500 °C ist. Das zweite Glaspulver schmilzt, wenn seine Temperatur -auf ungefähr 400 bis 500 0C ansteigt, und wirkt danach zusammen mit dem anderen Glaspulver eine hohe Viskossiotät.
Um den Pressling 7 mit seiner Umhüllung auf Strangpresstemperatur zu bringen, wird er gemäß Fig. 1E in einen Ofen 10 eingesetzt. Der Ofen besitzt eine nicht oxidxerende Atmosphäre aus Wasserstoff oder einem Inertgas.
Nachdem der Pressling 7 auf Strangpresstemperatur gebracht worden ist, wird er mit seiner Glasumhüllung in den Zylinder 11 einer Strangpresse gemäß Fig. 1F transportiert. In den Zylinder 11 dringt ein Kolben 12 ein und presst das Presslingmaterial als ein Strang durch eine Matritze 13.
Vor dem Beginn des Strangpressprozeßes kann zwischen die Matritze und den Pressling ein Glaspolster (nicht dargestellt) gelegt werden.
Bei der alternativen Ausfüh,rungsform des erfindungsgemäBen Verfahrens gemäß Fig. 2 besitzt der Gummibeutel 1 eine Beschichtung 14 aus einem Glasgleitmittel, das gemäß Fig.
2A mittels einer Düse 15 auf seine Innenfläche gesprüht worden ist. Das Glasgleitmittel besteht aus der gleichen in Verbindung mit Fig. lC beschriebenen Mischung aus zwei Glaspulverarten in einem flüssigen Trägermittel. Der Beutel und sein Inhalt werden einem kalten isostatischen Kompressionsprozeß gemäß Fig. 2B unterworfen. Nach der Beendigung des Kompressionsprozesses wird der mit einer Glasbeschichtung versehene Pressling 7 gemäß Fig. 2C aus dem Beutel 1 ausgestoßen. Der Pressling wird dann gemäß Fig.
2D und 2E auf die in Verbindung mit Fig. 1E und 1F bereits beschriebene Weise aufgeheizt und stranggepreßt.
Anstelle des Glases läßt sich alternativ ein feines Pulver eines duktilen Metalles zur Versiegelung verwenden.
Für das Versiegeiungspulver wird vorzugsweise das gleiche Metall verwendet wie für den Pressling, seine Partikelgröße beträgt jedoch nur ein Drittel der Partikelgröße des Pulvers,aus dem der Pressling hergestellt wird.

Claims

A n s p r ü c h e

1. Strangpressverfahren dadurch gekennzeichnet, daß eine Menge Metallpulver einem Druck ausgesetzt wird, um es zu einem Pressling (7) nicht ganz der vollen theoretischen Dichte zu verdichten; und daß die äußere Oberfläche des Presslings (7) versiegelt wird, bevor er unter Druck und bei erhöhter Temperatur durch eine Matritze (13) stranggepresst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver in einen verschlossenen Beutel (1) aus Gummi oder einem anderen elastomerischen Material gefüllt und in einem kalten isostatischen Kompressionsprozess unter Druck gesetzt wird,

3. Verfahren nach einem der AnspPAche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Versiegelung durch eine auf die äußere Oberfläche des Presslings (7) aufgebrachte Clasbeschichtung erzielt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Glasschicht (8) auf den Pressling (7) aufgesprüht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daßdie Glasschicht dadurch gebildet wird, daß der Pressling (7) in ein Bad (9) aus einer Glassohmelze getaucht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß ein Glasgleitmittel (14) auf die Innenfläche des Beutels (1) gesprüht wird, bevor das Metallpulver in den Beutel (1) eingefüllt wird.

7, Verfahren nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß für das Glasgleitmittel eine Mischung aus zwei verschiedenen Glaspulverarten in einem flüssigen Trägermittel verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der Anspruche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche des Presslings (7) mit einem feinen Pulver eines duktielen Metalles versiegelt wird.

L e e r s e i t e