DE2313960C3 - Verfahren zum Pressen von Metallpulver und Negativ-Form zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Pressen von Metallpulver und Negativ-Form zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pressen von Metallpulver zu einem Formkörper von der im
Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung. Die Erfindung betrifft weiter eine Negativ-Form
zum Durchführen dieses Verfahrens von der im Oberbegriff des Patentanspruches 2 genannten Gattung.
Das Herstellen von Formkörpern durch Pressen von Metallpulver in Formen unter Druck ist bekannt. Beim
Pressen von Formkörpern mit Abschnitten unterschiedlicher Dicke, mit abgestuften Abschnitten oder allgemein
mit veränderlichem Querschnitt ergeben sich dabei Schwierigkeiten. Dies liegt daran, daß das
Metallpulver zum Erzielen einer gleichmäßigen Verteilung und damit konstanter Dichte beim Pressen kaum
seitlich in der Form fließt und sich dadurch verteilt. Ohne besondere Maßnahmen würde damit ein Formkörper
mit über seinem Querschnitt unterschiedlicher Dichte entstehen.
Ein gutes Beispiel für einen aus Metallpulver zu pressenden Formkörper mit über seinem Querschnitt
unterschiedlicher Dicke sind die Scheiben, die in Gasturbinen zum Halten der Turbinenschaufeln verwendet
werden. Diese Scheiben haben eine von außen nach innen zunehmende Dicke. Zum Halten von
Ringdichtungen weisemsie zusätzlich noch Vorsprünge auf. 1 hre Dicke schwmnjct im allgemeinen zwischen etwa
25 und etwa IGOmjp. Bei einem Versuch des Pressens
einer solchen Scheibe in einer üblichen Kastenform mit einem Metallpulver mit einer angenommenen Fülldichte
von 50% und mit Druckstempeln mit einer Kontur zum Erreichen der zwischen 25 und 100 mm schwankenden
Dicke würde folgendes eintreten: das durch die Dicke von 25 mm dargestellte Volumen würde bis auf 100%
seiner theoretischen Dichte zusammengedrückt. Das durch die Dicke von 100 mm dargestellte Volumen
würde jedoch nur bis zu einem Viertel der Solldichte oder bis zu etwa 62,5% der theoretischen Dichte
zusammengedrückt. Damit ergibt sich eine Scheibe mit unerwünschter Porosität und unterschiedlicher Dichte.
Vorgeschlagen wurde schon ein Verfahren zum Heißpressen von Formkörpern der eingangs genannten
Gattung. Nach diesem Verfahren wird vor dem Pressen zur endgültigen Formgebung des Formkörpers von
diesem eine vergrößerte Vorform hergestellt. Die Abmessungen einer bei diesem Verfahren verwendeten
Negativ-Form werden aus den Größenangaben der vergrößerten Vorform errechnet. Ebenso wird das
Verdichtungsverhältnis der Negativ-Form entsprechend dem der vergrößerten Vorform gewählt. Eine
besonders als Nachteil anzusehende Eigenart dieses vorgeschlagenen Verfahrens liegt darin, daß das
Metallpulver nicht unmittelbar, sondern in mehreren Verfahrensstufen in seine endgültige Form gepreßt wird
(DT-OS 22 62 428).
Bekannt ist auch ein Verfahren zum Herstellen eines Sinterproduktes durch ein- oder mehrachsiges Pressen
eines aus hitzebeständigem Pulver gebildeten Körpers. Dieses Verfahren umfaßt im wesentlichen die folgenden
Verfahrensschritte:
a) Herstellen einer Vorform mit gegenüber dem endgültigen Formkörper in Achsrichtung vergrößerten
Abmessungen,
b) Herstellen einer Negativ-Vorform entsprechend den Abmessungen der Vorform nach a),
c) Einlegen der Vorform nach a) in den Hohlraum der Vorform nach b) und Pressen der beiden Vorformen
auf die Größe des gewünschten Formkörpers,
d) Entformen der beiden Formkörper aus der Preßmatrize und voneinander.
Mit diesem bekannten Verfahren lassen sich Sinterprodukte gleichmäßiger Dichte herstellen. Aber auch
dieses bekannte Verfahren zerfällt in mehrere Verfahrensschritte. Ebenso verlangt es das Herstellen einer
Vorform zusätzlich zum Herstellen der Negativ-Form (DT-OS 21 35 876).
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Ausbildung eines Verfahrens zugrunde, mit dem sich
Formkörper unterschiedlicher Dicke und konstanter Dichte in einem Arbeitsgang aus Metallpulver pressen
lassen. Die erfindungsgemäße Lösung für diese Aufgabe ist im Kennzeichen des Patentanspruches 1 aufgeführt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird somit die Verdichtung oder Vorverdichtung der Negativ-Form
auf die Kennz.ahlen des zu pressenden Metallpulvers abgestimmt. Damit und beim anschließenden Pressen
gehen somit das die Negativ-Form bildende Metallpulver und das den Formkörper ergebende Metallpulver
gemeinsam in dem Preßvorgang und die sich dabei
ergebende Verdichtung ein. Über dem gesamten Querschnitt betrachtet bleiben die Dicke der Negativ-Fonr
und des Formkörpers beziehungsweise des sie bildenden Metallpulvers beim Pressen konstant. Die
Verdichtung erfolgt gleichmäßig in dem die Negativ-Form und dem den Formkörper bildenden Metallpulver.
Somit erhält der Formkörper auch bei unterschiedlicher Dicke konstante Dichte. Diese wird erfindungsgemäß in
einem Arbeitsgang erzielt
Zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich die im Kennzeichen des Patentanspruches
2 genannte erfindungsgemäße Ausführungsform einer Negativ-Form als zweckmäßig herausgestellt
Die Erfindung wird am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform weiter beschrieben. In der
Zeichnung ist
F i g. 1 ein Schnitt durch eine mit Metallpulver gefüllte Form vor dem Pressen und
Fig. 2 ein Schnitt durch diese Form nach dem Pressen.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 wird eine Negativ-Form 10 aus Metallpulver bis zu einer Dichte
vorverdichtet, die gleich der Fülidichte des zu pressenden Metallpulvers 11 ist. Im Beispiel handelt es
sich um ein eine Superlegierung bildendes Metallpulver mit einer Fülldichte von 70% der theoretischen
Fülldichte. Damit wird das die Negativ-Form 10 bildende Metallpulver bis auf 70% seiner theoretischen
Fülldichte zusammengedrückt. Dabei hat der Formhohlraum in Preßrichtung eine Dicke mit einem Übermaß
von 30%. Die Negativ-Form 10 befindet sich in einem Metallkasten 13. Dieser wird nach dem Füllen
abgedichtet. Zwischen zwei Druckstempeln 14 und 15 wird der Metallkasten 13 in eine Kastenform 16
eingesetzt und auf 100% der theoretischen Dichte des in F i g. 1 gezeigten Zustandes gepreßt.
Anschließend werden der Metallkasten 13 und die Negativ-Form 10 abgenommen. Zuvor kann der
erhaltene Formkörper mit Ultraschall auf Porosität oder Einschlüsse geprüft werden.
Formkörper mit Hohlräumen werden auf gleiche Weise gefertigt. Ein Kern mit der gewünschten Form,
der aber auf die gleiche Dichte wie die Negativ-Form vorverdichtet wurde und der ein Übermaß entsprechend
der Differenz zwischen der theoretischen Dichte und der Fülldichte des zu pressenden Metallpulvcrs hat,
wird in die Negativ-Form 10 eingesetzt. Anschließend wird auf übliche Weise gepreßt. Nach dem Pressen wird
der Kern auf übliche Weise aus dem Formkörper herausgelöst.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zum Pressen von Metallpulver zu einem Formkörper, wobei eine zunächst hergestellte
Negativ-Form aus einem Metallpulver mit gleicher Verdichtbarkeit wie das zu pressende Metallpulver
und mit einer in Preßrichtung Übermaß aufweisenden Höhlung verwendet und nach Abschluß des
Pressens die Negativ-Form von dem fertigen Formkörper entfernt wird, dadurch gekennzeichnet,.daii
,' 'Γ ■\ί · · ... .
a) die Negativ-Form'derart "vorverdichtet wird,
daß ihre Dichte der Fülldichte des zu pressenden Me'.allpulvers entspricht und mit einem
Übermaß hergestellt wird, daß sich aus dem Differenzbetrag der theoretischen Dichte und
der Fülldichte des zu pressenden Metallpulvers ergibt,
b) das zu pressende Metallpulver in die gemäß a) vorbereitete Negativ-Form eingefüllt wird, und
c) das Metallpulver und die Negativ-Form derart gepreßt werden, daß ihre Dichte etwa ihrer
theoretischen Dichte entspricht.
2. Negativ-Form zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus mindestens
zwei in Preßrichtung zwischen einem oberen und einem unteren Druckstempel angeordneten, eine
Höhlung einschließenden Formteilen aus Metallpulver mit gleicher Verdichtbarkeit wie das zu
pressende Metallpulver, y/obei die Formteile die Negativ-Konturen eines zu pressenden Formkörpers
in Übermaß aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der Negativ-Form (10) der
Fülldichte des zu pressenden Metallpulvers (11) entspricht und das Übermaß der Formteile der
Negativ-Form (10) sich aus dem Differenzbetrag der theoretischen Dichte und der Fülldichte des zu
pressenden Metallpulvers (11) ergibt.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US23841172A | 1972-03-27 | 1972-03-27 | |
US23841172 | 1972-03-27 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2313960A1 DE2313960A1 (de) | 1973-10-11 |
DE2313960B2 DE2313960B2 (de) | 1976-03-18 |
DE2313960C3 true DE2313960C3 (de) | 1976-10-28 |
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