DE2436951B2 - DEVICE FOR EXPLOSIVE COMPRESSION OF HEATED METAL AND CERAMIC POWDER - Google Patents

DEVICE FOR EXPLOSIVE COMPRESSION OF HEATED METAL AND CERAMIC POWDER

Info

Publication number
DE2436951B2
DE2436951B2 DE19742436951 DE2436951A DE2436951B2 DE 2436951 B2 DE2436951 B2 DE 2436951B2 DE 19742436951 DE19742436951 DE 19742436951 DE 2436951 A DE2436951 A DE 2436951A DE 2436951 B2 DE2436951 B2 DE 2436951B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metal
explosive
powder
ceramic
ignition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19742436951
Other languages
German (de)
Other versions
DE2436951C3 (en
DE2436951A1 (en
Inventor
Rolf Dr.-Ing. 7014 Kornwestheim Prümmer
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München filed Critical Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 8000 München
Priority to DE19742436951 priority Critical patent/DE2436951C3/en
Priority claimed from DE19742436951 external-priority patent/DE2436951C3/en
Publication of DE2436951A1 publication Critical patent/DE2436951A1/en
Publication of DE2436951B2 publication Critical patent/DE2436951B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2436951C3 publication Critical patent/DE2436951C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02—Compacting only
    • B22F3/08—Compacting only by explosive forces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/74—Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing shaped metallic materials
    • C04B35/76—Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum explosiven Verdichten von erhitztem Metall- und Keramikmaterial, d. h. von Pulvern und deren Mischungen sowie von Metallfolien mit Fasereinlagen und von Metallstäben. The invention relates to a device for explosive compression of heated metal and ceramic material, d. H. of powders and their mixtures as well as of metal foils with fiber inserts and of metal rods.

Das Verdichten von Metall- und Keramikpulvern durch Explosivdruck ist bekannt Dabei wird ein Metallrohr mit dem zu verdichtenden Material gefüllt, mit Endstopfen versehen und allseitig von einer gleichmäßigen Sprengstoffschicht bedeckt. Bei der in axialer Richtung ablaufenden Detonation des Sprengstoffes wirkt auf das Hüllrohr eine über den Umfang gleichmäßige Druckwelle. Das Rohr wird verengt, das darin befindliche Pulver verdichtet. Es ist bekannt, daß dieser Verdichtungsprozeß nicht mit einem isostatischen Preßvorgang vergleichbar ist. Vielmehr entsteht im Pulver eine Druckwelle, die mit einer dem Pulver und dessen Schüttungsdichte charakteristischen Geschwin- SS digkeit fortschreitet. Es war das Ergebnis neuerer Untersuchungen, daß beim Explosivverdichten je nach zu verdichtendem Metall- oder Keramikpulver spezifische Sprengstoffarten und -mengen einzusetzen sind. Nur dann werden über den Querschnitt homogene Verdien- *° lungen höchster Dichte erzielt. Andernfalls treten Risse und/oder Löcher oder auch unverdichtete Bereiche in den zylindrischen Preßkörpern auf.The compression of metal and ceramic powders by means of explosive pressure is known. A metal tube is used here filled with the material to be compacted, provided with end plugs and uniform on all sides Layer of explosives covered. When the explosive detonates in the axial direction a pressure wave that is uniform over the circumference acts on the cladding tube. The pipe is narrowed, the one in it Powder compacted. It is known that this compression process does not involve an isostatic Pressing process is comparable. Rather, a pressure wave arises in the powder, which with one of the powder and its bulk density characteristic speed SS progress. It was the result of recent research that in explosive compaction, depending on the metal or ceramic powder to be compacted, specific Types and quantities of explosives are to be used. Only then will earnings * ° be homogeneous across the cross-section lungs of the highest density. Otherwise cracks and / or holes or uncompacted areas occur the cylindrical pressed bodies.

»Weiche« Metallpulver, z. B. Aluminiumpulver, benötigen relativ geringe Mengen eines niedrigbrisanten 6S Sprengstoffes; »Harte« Metallpulver, z. B. gasverdüstes Udimet 700-Pulver — ein Material, das für hochwarmbeanspruchte Bauteile in Turbinen Verwendung findet — benötigen eine relativ große Menge eines hochbrisanten Sprengstoffes."Soft" metal powder, e.g. B. aluminum powder, require relatively small amounts of a low- explosive 6 S explosive; "Hard" metal powder, e.g. B. Gas-atomized Udimet 700 powder - a material that is used for components in turbines exposed to high temperatures - require a relatively large amount of a highly explosive explosive.

Es versteht sich von selbst daß man im Bestreben, die beim Explosiwerdichten einzusetzenden Sprengstoffmengen klein zu halten, auch versucht ist die Eigenschaften des zu verdichtenden Metall- oder Keramikpulvers in Richtung von »hart« zu »weich« zu verändern. Eine dem Kompaktierungsprozeß vorausgehende Weichglühung kann hier bereits sehr nützlich sein.It goes without saying that in striving The attempt is also made to keep the quantities of explosives to be used when the explosive is sealed To change the properties of the metal or ceramic powder to be compacted from "hard" to "soft". Soft annealing prior to the compaction process can be very useful here be.

Eine Heißverdichtung in einem geschlossenen Gesenk ist an sich bereits bekannt Bei diesem Verfahren wird ein Stempel explosiv in ein erhitztes Pulver getrieben. Der das Pulver enthaltende Raum kann gleichzeitig evakuiert sein. Die Erhitzung des Pulvers beim Kompaktieren bietet die Möglichkeit eine höhere Festigkeit nach der Abkühlung zu erhalten. Nachteil dieses Verfahrens ist die geringe Standzeit der Gesenke aus hochwarmiestem Stahl. Den gleichen Nachteil hat das neuerlich eingeführte Verfahren des Pulverschmiedens. Auch hier liegt das Problem bei den Gesenkwerkstoffen, die sich trotz kurzer Berührungszeiten stark erwärmen und einer oft wiederholten S.oßbeanspruchunp nicht mehr standhalten.Hot compaction in a closed die is already known per se in this process a punch is explosively driven into a heated powder. The space containing the powder can be evacuated at the same time. The heating of the powder during Compacting offers the possibility of obtaining a higher strength after cooling. Disadvantage of this Process is the short service life of the dies made of the highest quality steel. Has the same disadvantage the newly introduced process of powder forging. Here, too, the problem lies with the die materials, which heat up strongly despite short contact times and an often repeated shock load no longer withstand.

Eine explosive Verdichtung erhitzter Materialien nach dem beschriebenen Direktverfahren ist außerdem mit Schwierigkeiten verbunden, da nitzeempfindliche Sprengstoffe mit erhitzten Substanzen in Berührung kommen, ehe die eigentliche Detonation eingeleitet wird. Eine Kühlung des Sprengstoffes am Ort der Wärmezuleitung würde einen unsinnigen Versuchsaufwand und Energieverlust bedeuten.An explosive compression of heated materials according to the direct method described is also associated with difficulties, since heat-sensitive explosives come into contact with heated substances come before the actual detonation is initiated. A cooling of the explosives at the place of the heat supply would mean a nonsensical effort and a loss of energy.

Demgemäß besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, die genannten Mangel zu beseitigen. Sie wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen des Patentanspruchs 1 gelöst.Accordingly, the object on which the invention is based is to eliminate the deficiencies mentioned. It is achieved according to the invention by the measures of claim 1.

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist beispielsweise schematisch in F i g. 1 gezeigt: Die das Material enthaltende Kapsel I wird in einem Rohrofen 2 erhitzt. Die Erwärmungstemperatur richtet sich nach der Art des Materials und kann bis etwa 14000C betragen. Nach Erzielung einer gleichmäßigen Temperatur wird die Kapsel ausgelöst und fällt auf Grund ihres Eigengewichtes oder auch eventuell durch eine Feder oder Preßluft angetrieben durch das zum Rohrofen konzentrisch angeordnete Fallrohr 3. Am anderen Ende des Fallrohres befindet sich die Anordnung des Explosivstoffes 4. Nachdem die Kapsel ganz in den Explosivstoff eingetaucht ist, löst sie entweder durch Aufschlag auf einen Aufschlagzünder oder auf einen elektrischen Kontakt S die Detonation aus. Je nach Anordnung des Explosivstoffs und der Zündleitung kann die Richtung der Detonation entweder mit der ursprünglichen Bewegungsrichtung der Kapsel übereinstimmen oder auch entgegengesetzt sein. Das Fallrohr ist von einer massiven Platte umgeben, die den Rohrofen vor der bei der Detonation auftretenden Druckwelle schützt.The device according to the invention is for example shown schematically in FIG. 1: The capsule I containing the material is heated in a tube furnace 2. The heating temperature depends on the type of material and can be up to about 1400 0 C. After reaching a uniform temperature, the capsule is triggered and falls due to its own weight or possibly driven by a spring or compressed air through the downpipe 3, which is concentric to the tube furnace. At the other end of the downpipe is the arrangement of the explosive 4. After the capsule is completely is immersed in the explosive, it triggers the detonation either by striking an impact fuse or by an electrical contact S. Depending on the arrangement of the explosive and the ignition cable, the direction of the detonation can either coincide with the original direction of movement of the capsule or it can also be opposite. The downpipe is surrounded by a massive plate that protects the tube furnace from the pressure wave that occurs during the detonation.

Es können auch Mischungen von zwei oder mehreren Stoffen (z. B. zur Herstellung von Cermets) zur Behandlung kommen.Mixtures of two or more substances (e.g. for the production of cermets) can also be used for treatment come.

Weiter ist es möglich, in die Pulver zur Verfestigung vor dem Verdichten Fasern einzubetten. Auf diese Weise können Metallfasern in Keramik- oder Metallpulver (z. B. Wolfram-Fasern in hochwarmfeste Superlegierungspulver) oder Keramikfasern (z. B. SiC-Fasern in Aluminiummatrix) in Keramik- oder Metallpulver eingebettet werden. Bei der Heißverdichtung kann unter Umständen die Sinterbehandlung entfallen.It is also possible to embed fibers in the powder for consolidation before compacting. To this Metal fibers in ceramic or metal powder (e.g. tungsten fibers in high-temperature superalloy powder) or ceramic fibers (e.g. SiC fibers in an aluminum matrix) in ceramic or metal powder be embedded. In the case of hot compression, the sintering treatment can be omitted under certain circumstances.

Beim Verdichten von erhitzten Metallfolien 6 mit Metall- oder Keramikfasereinlagen 7 (F i g. 2) und Metallstäben kann die gleiche Anordnung wie für Pulver verwendet werden. Bei Metallstäben kann die Kapsel entfallen.When compressing heated metal foils 6 with metal or ceramic fiber inserts 7 (FIG. 2) and metal rods the same arrangement as for powder can be used. In the case of metal rods, the capsule omitted.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zum explosiven Verdichten von erhitztem Metali- und Keramikpulver, ge ken n zeichnet durch einen Rohrofen (2), in dem eine das Metall- bzw. Keramikpulver enthaltende Kapsel (1) mittels einer Aufhängevorrichtung lösbar aufgehängt ist, und ein sich an den Ofen anschließendes Fallrohr (3), durch das die Kapsel nach Auslösung der Aufhängevorrichtung in die Explosivstoffanordnung (4) fällt und die Zündung mittels einer innerhalb der Explosivstoffanordnung (4) vorgesehenen Zündvorrichtung (S) auslöst
1. Device for explosive compression of heated metal and ceramic powder, ge ken n is characterized by a tube furnace (2) in which a capsule containing the metal or ceramic powder (1) is releasably suspended by means of a suspension device, and a Downpipe (3) connected to the furnace, through which the capsule falls into the explosive arrangement (4) after the suspension device has been triggered and triggers the ignition by means of an ignition device (S) provided within the explosive arrangement (4)
 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (1) mittels eines axial angebrachten Drahtes nach Auslösung der Aufhängevorrichtung in die Explosivstoffanordnung hineingezogen wird und dort die Zündung über die Zündvorrichtung (5) auslöst2. Device according to claim 1, characterized in that that the capsule (1) by means of an axially attached wire after triggering the suspension device is drawn into the explosive arrangement and there the ignition via the ignition device (5) triggers 3. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 für die Verdichtung von heißen massiven metallischen Stäben zwecks Gefügeverbesserung.3. Use of the device according to claim 1 and 2 for the compression of hot solid metallic Rods for the purpose of structural improvement. 4. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 für die Verdichtung von Pulvermischungen aus Metall und/oder Keramik, von mit Fasern beschichteten Metallfolien zur Erzeugung faserverstärkter Werkstoffe zylinderförmiger oder rohrförmiger Gestalt sowie für Keramikpulver, die entweder Metallfolien oder Metallfasern enthalten.4. Use of the device according to claim 1 and 2 for the compaction of powder mixtures made of metal and / or ceramic, coated with fibers Metal foils for the production of fiber-reinforced materials with cylindrical or tubular shapes Shape as well as for ceramic powders that contain either metal foils or metal fibers.
DE19742436951 1974-07-31 Device for explosive compression of heated metal and ceramic powder Expired DE2436951C3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742436951 DE2436951C3 (en) 1974-07-31 Device for explosive compression of heated metal and ceramic powder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742436951 DE2436951C3 (en) 1974-07-31 Device for explosive compression of heated metal and ceramic powder

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2436951A1 DE2436951A1 (en) 1976-02-12
DE2436951B2 true DE2436951B2 (en) 1976-08-12
DE2436951C3 DE2436951C3 (en) 1977-04-07

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0207371A1 (en) * 1985-06-21 1987-01-07 New Mexico Tech Research Foundation High density compacts

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0207371A1 (en) * 1985-06-21 1987-01-07 New Mexico Tech Research Foundation High density compacts

Also Published As

Publication number Publication date
DE2436951A1 (en) 1976-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60119550T2 (en) INLAYS OF SINTERED TUNGSTEN FOR HOLLOW LOADS
DE2200066C3 (en) Process for the powder metallurgical production of metal objects using a secondary pressure medium
DE2636134C3 (en) Method and device for sintering electrically non-conductive refractory materials
DE68903894T2 (en) METHOD FOR DIRECTLY DEFORMING AND OPTIMIZING THE MECHANICAL PROPERTIES OF TANICAL BULLETS MADE OF TUNGSTEN ALLOYS WITH A HIGH SPECIFIC WEIGHT.
EP0032545A1 (en) Process and device for transforming material using high pressures and temperatures
DE2914254A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRINTING Sintering
DE3232525A1 (en) SINTERING PROCESS FOR POWDER-MOLDED HIGH DENSITY PRODUCTS
DE1918834A1 (en) Isotropic graphite of high density
CH625442A5 (en)
DE1263576B (en) Process for the production of cermets
DE2619235A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING COMPOSITE OBJECTS
DE2360914C2 (en) Binding, deoxidizing and carburizing agents for the manufacture of preforms from metal powders
DE2258485C3 (en)
DE69317991T2 (en) Method and device for compacting an object
EP0014975B1 (en) Process for manufacturing compressed bodies from metal powder
US3124875A (en) Method of preparing hollow type
DE2436951C3 (en) Device for explosive compression of heated metal and ceramic powder
DE2845755C2 (en)
DE2436951B2 (en) DEVICE FOR EXPLOSIVE COMPRESSION OF HEATED METAL AND CERAMIC POWDER
DE4420505C1 (en) Process for the production of a hunting bullet with a hollow point
DE3601707A1 (en) Process for the manufacture of bodies of high density and high tensile strength
DE102007037702A1 (en) Method and apparatus for producing a tubular solid body from a high-melting tungsten-heavy metal alloy, in particular as a semi-finished product for the production of a penetrator for a balancing projectile with splinter effect
DE2258305B2 (en) Process for avoiding sticking occurring during pressure sintering or reaction pressure sintering of hard material powders in graphite matrices
WO2004113813A1 (en) Device for compressing a ceramic dental mixture for producing dental prosthesis such as crowns, bridges, inlays and the similar and a piston-muffle assembly for said device
DE2443779A1 (en) MAGNETITE ARTICLE AND METHOD FOR MANUFACTURING IT

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee