DE2342051C2 - Verfahren zum Sintern eines aus einem eisenhaltigen Metallpulver und Schmiermittel bestehenden Preßkörpers - Google Patents

Description

schiedlichen Vorerwärmung von OA 1 und 1,5 Minuten wurden Preßkörper unverzüglich in den Induktionsofen III gebracht, der mit einer Frequenz von 3 kHz betrieben wurde. F i g. 3 zeigt in welchem Maße die Verzögerung des Temperaturanstiegs im Induktionsfeld verkürzt wird. Dabei wurde mit Leistungsdichten von 0,25, 0,50 und 0,75 kW/cm² gearbeitet

Nach der Vorerwärmung und der Temperaturerhöhung eines Preßkörpers im Induktionsofen III auf Sintertemperatur v.ird der Preßkörper zweckmäßigerweise in einen besonderen Ofen IV gebracht, wo er z. B. durch Wärmestrahlung auf der Sintertemperatur gehalten wird. Diese Erwärmungsart ist der Induktionsbeheizung vorzuziehen, da letztere bei längerer Dauer eine Kühlung der Induktionsspule erfordert, was zu unnötigen Wärmeverlusten führt

Nach dem Sintern erhält der Freßkörper seine endgültige Form. Hierzu wird die Temperatur, bei der die Sinterung durchgeführt wird, nämlich wenigstens 980⁰C, und vorzugsweise etwa 1300° C, verringert Da die Außenfläche des Preßkörpers schneller kühlt als das innere, muß die bis unter die für die endgültige Formgebung erforderliche Temperatur gekühlt weiden. Danach muß der Preßkörper von außen wieder auf eine Temperatur von 900 bis 1040° C erhitzt werden. Dieser Vorgang erfolgt in der Station V und in der Presse VI erhält der Preßkörper dann seine endgültige Form, wobei seine Dichte auf etwa 100% der theoretischen Dichte steigt

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

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vorzugsweise aber auf etwa 200° C erhöht Nach der

Patentanspruch: Vorerwärmung kann der Preßkörper sofort dem Induk-

tionsfeki ausgesetzt werden oder auch abkahlen und

Verfahren zum Sintern eines aus einem eisenhaltt- erst später ohne weitere Vorerwärmung einem Indukgen Metallpulver und Schmiermittel bestehenden 5 tionsfeld ausgesetzt werden, da, wie zuvor erwähnt die Preßkörpers durch Erwärmen mittels elektrischer Umwandlung des Preßkörpers irreversibel ist
Induktion bei einer Frequenz von 50 bis 200 kHz, Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1

dadurch gekennzeichnet, daß der Preß- bis 3 beispielsweise erläutert Es zeigt
körper vor der elektrischen Induktionserwärmung Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage

an seiner Außenfläche auf eine unter der Sintertem- io zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung,
peratur liegende, wenigstens 150°C betragende F ig. 2 den Temperaturverlauf an verschiedenen Stel-

Temperatur und danach durch elektrische Induk- lender Anlage der Fig. 1, und

tionserwärmung bei einer Frequenz von etwa 3 kHz F i g. 3 ein Diagramm, aus dem die Abhängigkeit der

bis auf Sintertemperatur erwärmt wird. Verzögerungszeit beim Erwärmen im Induktionsfeld

15 von unterschiedlichen Vorerwärmzeiten hervorgeht

in der Anlage der F i g. 1, in der Preßkörper gefertigt

werden können, aus denen z.B. Zahnräder gefertigt werden, wird in einer Station I ein aus einem eisenhalti-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren entsprechend gen Metallpulver und Schmiermittel bestehende: Preßdem Oberbegriff des Patentanspruchs. 20 körper soweit verdichtet, daß er für die nachfolgende

Ein derartiges /erfahren ist aus der US-PS 22 28 600 Sinter- und Formbehandlung geeignet ist Die Verdichbekannt Dieses Verfahren isi insöierri nachteilig, als iüng kann bis zu einer Dichte von etwa 70 bis 30% der sich keine gleichmäßige Erwärmung des Preßkörpers theoretisch maximalen Dichte erfolgen,
ergibt, da die Haupterwärmung in dessen Oberfläche Nach dem Verdichten wandert der Preßkörper durch

erfolgt Ungünstig ist auch, daß, wie aus der US-PS 25 Stationen II bis FV, wo er eine kontinuierliche Wärme-22 28 600 bekannt ist, die induktive Erhitzung von Preß- behandlung erfährt Danach gelangt der Preßkörper in körpern üblicherweise bei einer Frequenz von wenig- eine Schmiedepresse VI, wo er seine endgültige Form stens 50 kHz bis 200 kHz vorgenommen wird, einer Fre- erhält Das Verfahret der Erfindung läßt sich in der quenz, die bei den meisten industriellen Anlagen nicht Anlage der Fi g. 1 bei Preßkörpern für verhältnismäßig ohne weiteres verfügbar ist Die Induktionserwärmung 30 kleine Zahnräder in einem Zeitraum von etwa 6 bis wäre jedoch günstig, da sie die Möglichkeit bietet ei- 10 Minuten vom Zeitpunkt der anfänglichen Verdichnem Preßkörper trne genau gesteuerte, große Energie- tung bis zur Herstellung der endgültigen Form durchmenge in kurzer Zeit zuzuführen, jftdoch gelingt dies in führen.

kurzen Zeiten nur bei den zuvor genannten relativ ho- Beim Durchlaufen der Stationen II bis V befinden sich

hen Frequenzen. 35 die Preßkörper ständig in einem Schutzgas, z. B. in redu-

Aus der US-PS 37 08 645 ist es bekannt Preßkörper zierender Atmosphäre. In der Station III befindet sich bei einer Temperatur unterhalb der Sintertemperatur ein Induktionsofen, in dem jeder Preßkörper auf die vor dem Erhitzen durch Induktion mit anderen Mitteln Sintertemperatur von wenigstens 980° C erwärmt v/ird. zu erhitzen, um im Preßkörper vorhandenes Schmier- Jeder Preßkörper wird vor seinem Einlauf in den Indukmittel zum Verdampfen oder zum Vercracken zu brin- 40 tionsofen III in einem vorgeschaltete»: Ofen II an seiner gen und auf diese Weise einer Vorsinterung zu unterzie- Oberfläche durch Wärmestrahlung vorerwärmt Hierhen. durch wird die Oberflächen temperatur des Preßkörpers

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Ver- auf wenigstens 150" C erhöht eine Temperatur, die unfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu ver- ter der Sintertemperatur liegt die erst im Induktionsbessem, daß die Sintertemperatur möglichst schnell er- 45 ofen III erreicht wird. Dadurch, daß im Ofen I! nur die reicht wird. Oberflächentemperatur des Preßkörpers erhöht wird,

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung genügt eine sehr kurze Vorerwärmung. Die dadurch durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs bewirkte Umwandlung der Eigenschaften des Preßkörangegebenen Merkmale. pers ist irreversibel. Sie hat zur Folge, daß der Preßkör-

Vorteilhafterweise kann durch das vorgeschlagene 50 per ohne Verzögerung mit einem schnellen Tempera-Verfahren aufgrund der geringeren Behandlungszeit ei- turanstieg auf das Induktionsfeld im Ofen III anspricht ne Verringerung des Energieverbrauches erreicht wer- dessen Hochfrequenz verhältnismäßig niedrig sein kann den. Außerdem ist von Vorteil, daß durch die Vorerwär- und wenigstens 1 kHz beträgt Die Vorerwärmung nur mung nur der Oberfläche des Preßkörpers das Auftre- der Oberfläche des Preßkörpers hat den Vorteil, daß ten von Wärmespannungen vermieden wird. 55 Wärmespannungen vermieden werden, die andernfalls

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die be- dazu führen könnten, daß der Preßkörper bei der nachkannte Verzögerung des Temperaturanstieges nach folgenden Sinterbehandlung zerbröckelt Zwar kann die dem Einbringen eines Preßkörpers in ein Induktionsfeld Vorerwärmung in einem weiten Temperaturbereich erdadurch wesentlich verringert oder ganz beseitigt wer- folgen, wobei die Dauer der Vorerwärmung mit zunehden kann, daß zunächst nur dessen Außenfläche vorer- 60 mender Temperatur verringert werden kann, jedoch wärmt wird. Bei dieser Vorerwärmung unterliegt der wird die Oberfläche des Preßkörpers vorzugsweise auf Preßkörper offensichtlich einer irreversiblen Umwand- 200° C vorerwärmt

lung, aufgrund der er auf das Induktionsfeld mit einer Wiegt der Preßkörper z. B. etwa 295 g, dann kann es

rascheren Erwärmung anspricht sich bei dem Ofen II um einen elektrischen Wider-

Die Vorerwärmung läßt sich in einem Ofen durchfüh- 65 standsofen handeln, dessen Wandungstemperatur etwa ren, in dem der Preßkörper durch Wärmestrahlung er- 900° C beträgt. Der Abstand des Preßkörpers von der wärmt wird. Bei dieser Vorerwärmung wird die Oberflä- Ofenwandung liegt bei etwa 3,2 mm. F i g. 3 zeigt ein chentemperatur des Preßkörpers wenigstens auf 150°C, Versuchsergebnis mit diesem Ofen. Bei einer unter-