DE2262400B2

DE2262400B2 - Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Formkörpern mit vollem oder hohlem Querschnitt

Info

Publication number: DE2262400B2
Application number: DE19722262400
Authority: DE
Inventors: Oskar Dr.-Ing. 4300 Essen Paul
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1972-12-15
Filing date: 1972-12-15
Publication date: 1974-09-19
Also published as: GB1447103A; DE2262400A1; DE2262400C3; FR2210469A1; FR2210469B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen Formkörpern mit vollem oder hohlem Querschnitt aus pulverförmigen oder körnigen, insbesondere keramischen, Werkstoffen und Metallen durch isostatisches Pressen in einem elastischen Formenteil.

Beim isostatischen Pressen wird der zu verpressende pulverförmige oder körnige Werkstoff in eine elastische Form eingefüllt, die anschließend verschlossen und in einen Druckbehälter eingebracht wird (DT-OS 400

1 608 363). Beim Erhöhen des Druckes der in dem Behälter befindlichen Druckflüssigkeit übertrag! die elastische Form den Druck auf das eingefüllte Material, das dadurch verdichtet wird.

Aus der OE-PS 286 082 ist ein Verfahren zur Herstellung zweischichtiger Formkörper bekannt, bei dem die Trennung der beiden Pulverschichten unterschiedlicher Art mittels eines Rohres erfolgt, das während des Einfüllens der Pulver allmählich aus der Hülle herausgezogen wird.

Es ist ferner bekannt, zwei Schichten eines Formkörpers in aufeinanderfolgenden Preßvorgängen in zwei verschiedenen Preßeinrichtungen miteinander zu verbinden.

Nach der Druckentlastung kann die Form aus dem Druckbehälter entnommen werden. Der in der Form befindliche Preßkörper füllt diese nach der Druckentlastung nur noch teilweise aus, während der übrige Raum von der ursprünglich in dem Pulver befindlichen Luft ausgefüllt wird. Die Größe dieses freien Raumes zwischen dem Formkörper und der elastischen Formwand ist abhängig vom Werkstoff, d. h. vom Maß seiner Verdichtbarkeit. Diese kann über 50% der linearen Abmessung betragen. Die Abmessung der Form muß also wesentlich größer sein als die des darin zu pressenden Formkörpers und demzufolge muß auch der die Form aufnehmende Druckbehälter größer sein.

Die Erfindung schlägt nun vor, diesen Umstand zur Herstellung mehrschichtiger Formkörper auszunutzen, und zwar dadurch, daß der nach dem Preßvorgang und der Druckentlastung zwischen dem gepreßten Formkörper und der elastischen Formwand entstandene frei Raum wieder mit Pulver gefüllt und die Form einem zweiten isostatischen Preßvorgang ausgesetzt wird.

Durch mehrfaches Nachfüllen der Form mit einem Pulver gleicher Qualität und jeweils anschließendem Pressen können somit Formkörper hergestellt werden, deren Abmessungen nahezu denen der Form entsprechen. Man kann also in kleinen Formen und überproportional billigen Druckbehältern relativ große Formkörper herstellen. Eine zu deutliche Schalenbildung kann dadurch vermieden werden, daß bei dem ersten Preßvorgang mit einem unter dem Höchstdruck liegenden Druck gearbeitet wird, andererseits kann durch die bewußte Ausbildung von Schalen eine deutliche Anisotropie der Eigenschaften des Formkörpers erzielt werden.

Die jeweils aufgepreßten Schichten können aus dem gleichen Werkstoff oder unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, wobei zwischen den Schichten Haftmittel aufgebracht sein können.

Da, wie oben angegeben, der freie Raum nach der Druckentlastung von der Verdichtbarkeit des eingefüllten Pulvers abhängig ist, kann die Dicke der nach dem ersten Preßvorgang hergestellten weiteren Schicht oder Schichten nicht beliebig eingestellt werden. Läßt sich z. B. ein Werkstoff linear um 50% verdichten, so wird auf Grund des ersten Preßvorgangs die Hälfte der Form durch den verdichteten Formkörper gefüllt. Es können daher für einen nachfolgenden Preßvorgang nur noch 50% der ersten Füllmenge zugegeben werden, so daß die Dicke der Schicht des zweiten Preßvorganges nur 25% des gesamten Hohlraumdurchmessers ausmacht.

Nach einem weiteren Ausgestalten des erfindungsgemäßen Verfahrens wird daher beim ersten Preßvorgang nur ein Teil der Form mit zu pressendem Pulver gefüllt und der Rest mit einem elastischen Einsatzfor-

menteil ausgefüllt. Nach der Druckentlastung wird das elastische Einsatzformenteii entfernt und der verbleibende freie Raum zwischen dem gepreßten Formkörper und dem elastischen Formenteil mit neuem Pulver gefüllt und die Form einen zweiten isostatischen Preß-Vorgang ausgesetzt Der in der Form entstehende freie Raum, der für den nachfolgenden Preßvorgang zur Verfügung steht, ist damit unabhängig von der Verdichtbarkeit des zunächst eingefüllten Werkstoffes.

Der im ersten Preßvorgang hergestellte Formkörper kann aber auch nach der Druckentlastung in eine gegenüber dem ersten größere/kleinere Form eingesetzt werden, wodurch ebenfalls die gewünschte Schichtdikke genau eingestellt werden kann.

Bei Verwendung mehrteiliger Formen besteht auch die Möglichkeit, den Formkörper nach dem ersten Preßvorgang in der Form zu belassen und lediglich das den hydrostatischen Druck übertragende Formenteil auszuwechseln. Wenn es sich dabei um mehrere elasti sche Formenteile handelt, können sowohl alle als auch ao nur einzelne Formenteile ausgewechselt werden.

Die drei letztgenannten Verfahrensabwandlungen ergeben den Vorteil, daß die einzelnen Schichten verschiedenartig ausgebildet bzw. profiliert sein können. Schließlich können sie in einzelnen Abmessungen un- as terschiedliche Verhältnisse haben.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnungen kurz erläutert werden. Dabei zeigen die

F i g. 1 bis 5 die Herstellung eines zweischichtigen Formkörpers, die

F i g. 6 bis 9 die Herstellung eines zweischichtigen Formkörpers bei Verwendung eines elastischen Einsatzformenteiles und die

F i g. 10 und 11 zwei beispielhafte Möglichkeiten unterschiedlicher Profilierung der Schichten (ohne Abbildung).

Das elastische Formenteil 1 ist zunächst mit dem zu verdichtenden Pulver 2 voll ausgefüllt (F i g. 1). Die Form wird dann unter Druck gesetzt (F i g. 2) und der Formkörper 3 auf die gewünschte Abmessung verdichtet Nach der Druckentlastung geht das elastische Formenteil in seine ursprüngliche Gestalt zurück (F i g. 3), wodurch ein freier Raum 4 zwischen Formkörper und Formenteil entsteht Dieser freie Raum 4 wird erneut mit dem gleichen oder einem anderen Pulver 5 gefüllt (F i g. 4) und die Form wird anschließend einem zweiten isostatischen Preßvorgang ausgesetzt, wobei eine Schicht 6 auf den Fremdkörper 3 aufgepreßt wird (F ig. 5).

Entsprechend kann das erfindungsgemäße Verfahren mit einem vor dem ersten Preßvorgang zusätzlich in die Form eingeführten elastischen Einsatzformenteil 7 durchgeführt werden (F i g. 6 bis 9); in' diesen Figuren ist gleichzeitig die Hersteliung eines Hohlkörpers mit zweischichtigem Aufbau gezeigt, da das für den ersten Preßvorgang eingefüllte Pulver 2 auf einen Dorn 8 aufgepreßt wird.

Wie aus den Fig. 10 und 11 ersichtlich, kann die Grenze zwischen dem im ersten Preßvorgang erzeugten Formkörper 3 und der im zweiten Preßvorgang aufgepreßten Schicht 6 profiliert ausgebildet sein. Schließlich kann die Außenschicht auch aus verschiedenen Materialien bestehen.

Bei den Bildern ist nur das Pressen eines zweischichtigen Formkörpers dargestellt. Durch ein Wiederholen der Verfahrensgänge lassen sich mehrschichtige Formkörper herstellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 2

1. Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen ForiTikörpern mit vollem oder hohlem Querschnitt aus pulverförmigen oder körnigen, insbesondere keramischen Werkstoffen und Metallen durch isostatisches Pressen in einem elastischen Formenteil, dadurch gekennzeichnet, daß der nach dem Preßvorgang und der Druckentlastung zwischen dem gepreßten Formkörper und dem elastischen Formenteil entstandene freie Raum wieder mit Pulver gefüllt und die Form einem zweiten isostatischen Preßvorgang ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Preßvorgang ein elastisches Einsatzformenteil in die Form eingegeben wird und nur der Rest der Form mit dem zu verpressenden Pulver gefüllt wird, daß nach der Druckentlastung das elastische Einsatzformenteil entfernt ao und der verbleibende freie Raum zwischen gepreßtem Formkörper und dem elastischen Formenteil mit neuem Pulver gefüllt und die Form dem zweiten isostatischen Preßvorgang ausgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- as zeichnet, daß der im ersten Preßvorgang hergestellte Formkörper nach der Druckentlastung in ein gegenüber dem ersten größeres/kleineres elastisches Formenteil eingesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die einzelnen Preßvorgänge alle oder einzelne elastische Formenteile ausgewechselt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Preßvorgängen mit unterschiedlichen Diücken gearbeitet wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck beim ersten Preßvorgang nicht über 50% des Enddruckes liegt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Preßvorgängen unterschiedliche Werkstoffe gepreßt werden.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der einzelnen Schichten unterschiedlich profiliert werden.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der inneren Schichten mit einem Haftmittel versehen werden.

10. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern mit hohlem Querschnitt nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff beim ersten Preßvorgang auf einen Dorn aufgepreßt wird.