DE2749307A1 - Verfahren zur formung von metallwerkstuecken hoher dichte aus metallpulver - Google Patents

Verfahren zur formung von metallwerkstuecken hoher dichte aus metallpulver

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Description

  • Verfahren zur Formung von Metallwerkstücken
  • hoher Dichte aus Metallpulver Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Formen von Netallwerkstücken hoher Dichte aus Metallpulver. Im spezielleren bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum direkten Presse und Schmieden bzw. Nschpressen von Werkstücken aus vorerwärmtem losen Metallpulver, das in einem praktisch geschlossenen verform baren Metallbehälter enthalten ist. Dss verbesserte Verfahren is besonders zum Schmieden von Pulvern aus Aluminium und Legierung davon geeignet.
  • Verfahren zum Warmschmieden von Metallwerkstücken hoher Dichte aus Metallpulver sind auf dem Gebiet der Pulverm.tallurgie bekannt. Nach der allgemeinen Praxis fließt ein Metallpulver in eine Gesenkform, wo es zu einer Zwischenform verpreßt oder verdichtet wird, bevor es zu einer Form eines fertigen Werkstücks geschmiedet bzw. nachgepreßt wird. Bei der Preßstufe zur Bildung der Zwischenform kann Wärme angewendet werden, um die Bindung zwischen den Teilchen zu unterstütsen unter Bildung eines Preßlings aus Metallpulver. Metallpulver kann zu einer Zwischenform auch kaltgepreßt werden, d.h. ohne Zuführung von Wärme. Diese Preßlinge werden gesintert und zu einer anderen Zwischenform nachgepreßt oder zu der fertigen Form des Werkstücks geschmiedet.
  • Es ist auf dem Gebiet der Verarbeitung von Metallpulver ferner bekannt, Metallpulver in einen verformbaren Behälter einsutragen und das Pulver in dem Behälter zu der gewünschten Dichte und Form durch Techniken, wie Walzen, Extrudieren und Schmieden des mit Pulver gefüllten Behälters, zu verpressen. Das pulverförmige metall kann zu Preßlingen verpreßt werden, die in einer rsetallbehälter angeordnet werden, und der Behälter und die Preßlinge werden dann evakuiert, erwärmt und verformt, wie bei dem in der US-Patentschrift 3 899 821 beschriebenen Schmiedeverfahren. Ein mit losem Pulver gefüllter líetallbehälter kann zum Verpressen des Netallpulvers zu einem Werkstück hoher Dichte verschlossen, evakuiert, erwärmt und unter Anwendung einer Pre kraft axial in einem Längsteil einer Extrusionsksmmer verformt werden. Die US-Patentschrift 3 631 583 beschreibt ein solches Verfahren. Das Warmwalzen eines evakuierten, verschlossenen, erwärmten Behälters, der mit einem Netallpulver gefüllt ist, ist in der US-Patentschrift 3 866 303 beschrieben. Dementsprechend enthalten die Arbeitsweisen der bisherigen Technik das Kaltpressen und Sintern, Kaltpressen und Warmnachpressen oder Warmschmieden des Pulvers in verschlossenen behältern. Solche Methoden erhöhen die Umständlichkeit von Schmiedeoperationen, weil Mühen und Vorrichtungen erforderlich sind, um die Luft aus dem mit Pulver gefüllten Behälter zu evakuieren, den Behälter absudichten, das Pulver su einer Zwischenform zu verpressen und das Pulvermaterial erneut su erwärmen. Es besteht daher der Wunsch nach einem weniger umständlichen Verfahren zum Schmieden von Metallpulver, bei welchem Verfahren die Stufen des Verpressens zu einer Zwischenform und Sinterns entfallen und ein geschmiedetes Werkstück mit verbesserten mechanischen und metallurgische Eigenschaften erhalten wird.
  • Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Formung von Motellwerkstücken hoher Dichte aus Metallpulver unter Eintragen einer Menge losen Metallpulvers in einen verfornbaren Behälter, Erwärmen des Pulvers in dem Behälter und Schmieden des Behälters mit dem darin befindlichen Metallpulver zu einem Metallwerkstück mit erwünschter Dichte und Form vor, das durch gekennzeichnet ist, daß man das Metallpulver sunächst in einen leicht verforibaren Behälter mit offenem Ende und mit der allgemeinen Form des zu schmiedenden Werkstücks einbringt, wobei man die Pulvermenge so bemißt, daß sie über der zum Schmieden des Werkstücks zu der gewünschten Dichte erforderlichen Metallmengo liegt, das Pulver auf eine im wesentlichen einheitliche Temperatur erwärmt, die ausreicht, das metallurgische Binden des Pulvers während der Zustände der plastischen Verformung zu erleichtern, wobei man den Behälter so weitgehend verschließt, daß man dadurch das Pulver einschließt und ermöglicht, daß ein eil der beim Erwarmen des Pulvers in dem Behälter entwickelten Gase abzieht, aber in dem Behälter ein eil dieser Gase zurückgehalten wird, der zum wirksamen Schützen des Pulvers und zur Schaffung einer Oxidationsschutzatmosphäre ausreicht, und man den Behälter in weitgehend geschlossenen Formen, die eine Einrichtung zum Entweichen von überschüssigem Metall haben, derart preßt, daß man ein Werkstück mit einer Dichte von mindestens 99 s schmiedet.
  • Die Erfindung stellt demgemäß ein verbessertes Verfahren zum Schmieden von Metallteilen aus Metallpulver her, bei dem die Notwendigkeit des Entgasens eines geschlossenen Metallbehälters mit darin befindlichem Metallpulver, das Pressen und Nachpressen zu einer Zwischenform und das Entfernen eines verformten Dietallbehälters nach dem Schmieden entfallen. Die Erfindung enthält im allgemeinen das Einbringen eines losen Metallpulvers in einen Metallbehälter aus dünner Metallfolie. Der Behälter mit der allgemeinen einfachen Form, die mit dem zu schmiedenden Werkstück in Beziehung steht, ist während des Erwärmens mit einem Deckel so weitgehend verschlossen, daß das Pulver eingeschlossen und vor Verunreinigungen geschützt wird. Der Deckel erlaubt außerdem, daß das Pulver seine eigene Schutzatmosphäre während des Vorerwäriens erzeugt, ermöglicht aber gleichzeitig, daß ein Teil der Gase aus dem Behälter entweicht. Die in den Behälter eingebrachte Metallpulvermenge beträgt mehr als das zum Schmieden des Werkstücks bis zu einer vorbestimmten Dichte erforderliche Metall. Das Metallpulver wird auf eine einheitliche Temperatur erwärmt, ur das metallurgische Binden zu erleichtern. Das Schmieden des mit Pulver gefüllten Behälters zu einem Werkstück mit einer Dichte von mindestens 99 * wird in geschlossenen Gesenkformen vorgenommen, die einen Grat für einen begrenzten Ablauf haben. Ein solches unkompliziertes Verfahren ergibt ein geschmiedetes Werkstück mit einer homogenen Zusammensetzung, wenn der Behälter und das Pulver aus dem gleichen Material sind. Plattierte geschmiedete Werkstücke werden aus Metallpulver erhalten, wenn der Metallbehälter und der Deckel aus einer Legierung sind, die sich von dem Metallpulver unterscheidet, aber mit diesem verträglich ist, so daß eine Bindung mit dem geschmiedeten Metallpulver entsteht und ein Verbundmaterial gebildet wird. Geschmiedete Verbundosterialien werden auch erhalten, wenn man mehrere Pulverlegierungen in den Metallbehälter einträgt. So erleichtert das Verfahren das Schmieden von hetallpulver, ohne daß komplizierte Werkzeuge mit Mehrfactifunktionen oder kompliziert geformte Behälter verwendet zu werden brauchen, und führt das Verfahren zu geschmiedeten pulvermetallurgischen Teilen mit verbesserten mechanischen und/oder metallurgischen Eigenschaften gegenüber auf herkömmliche Weise geschmiedeten Pulvermetallteilen.
  • Der bei der Erfindung verwendete Metallbehälter ist von leicht verforbarer einfacher Form, im allgemeinen mit der Gestalt oder in Beziehung zu der genauen Form eines zu schmiedenden Werkstücks. Unter einer einfachen Form ist zu verstehen, daß der Behälter ein äußeres Aussehen von der Form des zu schmiedenden Werkstücks hat, wie z.B. rechteckig, dreieckig oder zylindrisch ist, ohne die genauen merkmale und Konfigurationen der Form des geschmiedeten Werkstücks zu haben. Eine solche Form des Behälters ist ausreichend, wenn dieser das l-letallpulver in einer solchen beize enthält, daß ein Ausfüllen des geschmiedeten Werkstücks während des Pressens und Schmiedens sichergestellt ist.
  • Ein leicht verformbarer Behälter ist ein solcher, der eine genügende Festigkeit hat, um seine Form zu erhalten, wenn er das Pulver enthält, und zwar während des Eintragens und des Erwärmen des Pulvers in dem Behälter und während des rfrensports des mit Pulver gefüllten Behälters in den Hohlraum einer Gesenkform oder sonstwohin. Vorzugsweise hat der Netallbehälter ein offenes Ende zur Aufnahme des Pulvers und besteht aus dünner Metallfolie, wie z.b. einer Folie aus Aluminium oder Legierungen davon, mit einer Meßdicke im allgemeinen zwischen 0,0127 bis 1,016 mm, und zwar je nach den strukturellen Erfordernissen, die bestimmt sind durc das Gewicht und die orm des zu schmiedenden Werkstücks. Es ist möglich, daß die Behälterdicke für äußerst große Schmiedewerkstücke sogar 3,175 mm betragen kann.
  • Die Zusammensetzung des Netallbehälters kann die gleiche sein wie die des Netallpulvers oder von letzterem verschieden sein.
  • Die Erfindung verschafft so die außergewöhnliche Möglichkeit, plattierte Produkte und Teile, die aus mehreren Pulverlegierungen bestehen, herzustellen. Die Erfindung verschafft Außerdem den Vorteil, daß die aus Pulver geschmiedeten Teile verbesserte mechanische Eigenschaften aufgrund der plastischen Verformung und des Fließens sowohl des Metallpulvers als auch des Metall behälters während der PreB- und Schmiedestufe haben. Ein fertiges geschmiedetes Produkt aus einem mit Pulver gefüllten Behälter gemäß der Erfindung mit der gleichen Zusammensetzung wie das Pulver stellt ein homogenes geschmiedetes Werkstück aus einheitlichem Legierungamaterial mit verbesserten mechanischen Eigenscheften gegenüber einem geschmiedeten Werkstück dar, das nach herkömmlichen pulvermetallurgischen Techniken hergestellt worden ist. Ein geschmiedetes Verbundwerkstück wird erhalten, wenn sich die Zusammensetzung des Metallbehälters von der Zussmmensetsung des Metallpulvers unterscheidet, aber mit letzterem verträglich ist. Eine mit dom Metallpulver verträgliche Legierung ist eins solche, die mit-dem Metallpulver während des Schmiedens eine Bindung ergibt und zu einem geschmiedeten Verbundwerkstück führt, das mit einer Legierung des Metallbehälters plattiert ist. Wenn der Metallbehälter und der Deckel nach dem Schmieden durch nachfolgendes maschinelles Bearbeiten oder Ätzen mit Ätzmittel entfernt werden sollen, brauchen der Metallbehälter und der Deckel nicht verträglich zu sein und mit den Pulver zu binden. Ferner können Pulver mit verschiedenen Zusammensetzungen wahlweise in den Metallbehälter eingetragen werden, um ein geschmiedetes Werkstück mit eußergewöhnlichen und speziellen Eigenschaften an gewünschten Stellen des Werkstücks zu erhalten. Die fertige Schmiedeform eines geschmiedeten Werkstücks ist die bearbeitete Endform aus Pulvermetall, wie sie durch den Preß- und Schmiedevorgang und mit einer Dichte von 99 « erhalten wird. Das geschmiedete Werkstück kann eine maschinelle Bearbeitung vor dem Endgebrsuch erfordern und benötigt am häufigsten eine solche Bearbeitung. Die Bearbeitung kann auch sowohl ein weiteres Schmieden oder eine andere Bearbeitung, um die Form des Werkstücks ohne Beeinflussung der Dichte zu ändern, als auch eine gewisse maschinelle Bearbeitung vor dem ndgebrauch des Werkstücks enthalten.
  • Ein Deckel ist vorgesehen, um ein offenes Ende des Metallbehälters weitgehend zu verschließen. Der Deckel muß während des Erwärmens des mit Pulver gefüllten Behälters an Ort und Stelle angebracht sein, um maximale Eigenschaften zu erzielen, und besteht vorzugsweise aus einer dünnen Metallfolie mit der gleichen Zusammensetzung wie das Pulver oder der lvletallbehälter. Der Deckel kann jedoch sus irgendeinem Material sein und kann direkt vor dem Schmieden entfernt werden. Ein Zweck des Deckels ist, das Metallpulver davor zu bewahren, daß es aus dem Behälter durch eine durch irgendwelche Feuchtigkeit auf die Metallteilchen veruraachte Aktivität und Luft zwischen den Teilchen währen der Vorwärmvorgangs herausgeblasen wird. Der Deckel schirmt außerdem das Pulver vor der Umgebung des Ofens oder irgendwelchei mittels Gebläse zirkulierenden Ofenatmosphäre während des Erwärmens ab. Das weitgehende Verschließen des Behälters schließt das Pulver in seiner eigenen entwickelten Atmosphäre ein , wodurch das Pulver vor Oxidation geschützt wird, gestattet aber dennoch eine Entlüftung des Behälters, um ein Entweichen von einem Teil der entwickelten Gase zu ermöglichen. Das Entlüften kann durch lockeres Befestigen des Deckels an dem Behälter, so daß Gase entweichen können, oder durch Anbringen von Löchern in dem Deckel oder andere Kittel bewirkt werden. Ein Zweck des des Befestigens eines Deckels auf dem offenen Ende des Behälters während sich dieser in der Gesenkform befindet und während des Schmiedens ist, das Netallpulver vor einer Verunreinigung durch Absorption und Adsorption von Schmiermitteln innerhalb einer Gesenkform zu schützen.
  • Eine Gesenkform zum Pressen und Schmieden des hetallpulvers ist von dem geschlossenen Formtyp, vorsugsweise dem erwärmten und geschmierten ?orntyo. Als Schmiermittel wird ein solches gewählt, das sich für die Form- und Schmiedetemperaturen eignet, den plastischen Strom unterstützt und das Herauslösen des fertigen geschmiedeten Werkstücks ermöglicht. Im Handel erhältliche und typische Schmiede-Schmiermittel können benutzt werden. Die Betriebstemperaturen der Form müssen für die verarbeitete Legierung, die Raumform des Werkstücks und den mit der benutzten Schmiedevorrichtung erzielten Schmiedegrad geeignet sein. Die Gestalt der Gesenkform soll das Entweichen von losem Pulver oder plastischem Strom aus überschüssigem Metall sus dem Hohlraum der Form in Grenzen halten, bis der Schmiededruck den zum Füllen des Hohlraums erforderlichen Druck übersteigt und eine metallurgische Bindung des Pulvers erreicht ist. Die Formen weisen außerdem eine Einrichtung zum Entweichen von überschüssigem Metall, im allgemeinen als Grat bezeichnet, auf.
  • Bei der Ausführungsform des direkten Pressens und Schmiedens von heißem losem Metallpulver nimmt ein einfacher Metallbehälter mit der allgemeinen Form des zu schmiedenden Werkstücks loses Metallpulver bis zu einer Dichte von etwa 50 bis 60 * auf. Das lose eingefüllte Pulver wird nicht unbedingt oder nicht einmal in der Regel im Verhältnis zu dem entsprechenden Volumen eines zu schmiedenden Werkstücks verteilt, sondern kann ungleichmäßig in dem Behälter angeordnet werden. Das Pulver kann in dem Behälter auch leicht gestampft oder gepreßt werden. Darunter ist zu verstehen, daß die Pulverteilchen keiner Verformung unterliegen und dementsprechend noch lose sind. Während des Pressens und Schmiedens werden, wie festgestellt worden ist, das Metallpulver und der Behälter verdichtet mit dem Ergebnis, daß Metallmaterial aus Bereichen mit überschüssigem steril zu Bereichen mit ursprünglich unzureichendem Material verschodben wird. Plastische Verformungs- und Scherkräfte sowie auch Druckkräfte werden dadurch erzeugt. Es ist vorteilhaft, wenn die verwendete Pulvermenge größer ist als das zum Schmieden eines gewünschten Werkstücks bis zu der vorbestimmten Dichte erforderliche lçietallmaterial. Weitere Verformung wirddementsprechend durch Verwendung eines sterialüberschusses erreicht, und es wird ermöglicht, daß überschüssiges material aus dem Hohlraum der Form entweichen kann, wenn das Pulver verdichtet und das Füllen des Hohlraums erzwungen worden ist. Dieses stellt außerdem die plastische Verformung sicher und erzeugt während des Pressens und schmiedens Scher- und Druckkräfte. Die durch Scherung erzeugten Verformungen neigen zur Förderung der Zwischenteilchenbindung und zum Eliminieren oder Schließen von Hohlräumen zwischen den Teilchen, d.h. von Hohlräumen, die durch normale Druckkräfte nicht eliminiert werden. Als ein Ergebnis der erzielten plastischen Verformung werden die mechanischen Eigenschaften und Dichten gegenüber den Eigenschaften verbessert die durch die übliche Arbeitsweise des Verdichtens und Sinterns erreicht werden. Außerdem sind die typischen mechanischen Eigenschaften von Knet- bzw. Scheiedersterialien (wrought materials), die im allgemeinen pulversdellurgischen Produkten überlegen sind, mindestens in einem Fall bei Verwendung von gepulverter Aluminiumlegierung 6061 und bei Anwendung des hier beschriebenen Verfahrens übertroffen worden.
  • Der Metallbehälter mit dem darin befindlichen Metallpulver besitst einen Deckel aus einer dünnen Metallfolie, vorzugsweise mit der gleichen Zusammensetzung wie der Metallbehälter, und zwar locker an dem offenen Ende des Behälters befestigt, um letzteren während des Vorerwärmens weitgehend zu verschließen.
  • Der Deckel verschließt den Behälter nicht luftdicht, und es ist nicht erforderlich, die Luft aus dem Behälter vor dem Schließen zu evakuieren. Das weitgehende Verschließen des Behälters ermöglichst des Entlüften des Behälters, so daß ein Teil der entwickelten Gase entweichen kann, aber ein ausreichender Teil der Gase zurückgehalten wird, so daß eine Schutzatmosphäre gegenüber einer Oxidation gegeben ist. Andererseits ist es bei der Erfindung möglich, den Behälter durch andere Mittel während des Erwärmens zu entlüften.
  • Der mit Pulver gefüllte tietallbehälter wird in einer vorerwärmten Anlage für eine genügende Zeitdauer aufbewahrt, um eine gleichmäßige Temperatur innerhalb des gesamten Pulvers in dem Behälter sicherzustellen. Der Deckel schützt das Pulver vor der Umgebung der Vorerwårmungsanlage. Die erforderliche Vorerwärmungsdauer hängt von mehreren Faktoren, einschließlich der Größe des Volumens des zu erwärmenden Pulvers ab. Die Temperatur, auf die der mit Pulver gefüllte Behälter erwärmt wird, soll genügend hoch sein, um ein Binden des betreffenden Legierungspulvers unter plastischer Verformung während des Schmiedens zu erleichtern. Eine solche Temperatur soll unter dem Schmelzpunkt der Legierung liegen, und für Aluminium und Legierungen davon sollen die Temperaturen mindestens 316 0C betragen und können von 3160 bis 566 oC reichen. Das Vorerwärmen kann in Luft, im Vakuum oder in irgendwelchen anderen geeigneten Atmosphären durchgeführt werden. Außerdem müssen die Temperatur und die Atmosphäre so gewählt werden, daß geeignete Eigenschaften für die betreffende Pulverzusammensetzung nach dem Verpressen und Schmieden erzielt werden. Der Deckel verhindert wahrend der Vorerwärmungsatufe ein herausblasen des Pulvers aus dem Behälter aufgrund von Feuchtigkeit auf den Pulverteilchen oder Luft zwischen den Teilchen. Außerdem ermöglicht er, daß sich der aus dem erwärmenden Pulver entwickelnde Wasserstoff teilweise in dem Behälter bleibt und als Schutzatmosphäre wirkt.
  • Bei der bevorzugten Ausführungsform wird der vorerwärmte mit Pulver gefüllte Behälter nach dem Erwärmen in eine Schmiedegesenkform zur Verarbeitung gebracht. Es ist im Rahmen der Erfindung möglich, daß das Pulver in der Gesenkform oder auf andere Weise erwärmt wird, um die flotwendigkeit eines Transports des mit Pulver gefüllten Behälters auszuschalten.
  • Die Preß- und Schmiedeoperation wird vorzugsweise in Form nur einer Stufe in einer geschlossenen Gesenkschmiedeform mit nur einem schlag (single action) durchgeführt. Das gepulverte Metall muß über einer Mindesttemperatur gehalten werden, die zur Erzielung einer Bindung und eines Metallflusses bei irgendeinem gewählten Schmiededruck erforderlich ist. Die Temperatur ist die betreffende Temperatur über der die Bindung und plsstische Verformung des hetallpulverß erleichtert werden. Weil die Bindung sowohl von der Temperatur als auch von dem Druck abhängig ist, erlauben eine Temperaturerhöhung eine Druckabnahme und andererseits eine Temperaturabnahme eine Druckerhöhung. Für Aluminium und die Legierungen davon sollte diese besagte Temperatur mindestens 316 °C bei typischen industriell benutzten Schmiederücken betragen. Um zu erreichen, daß das Pietallpulver und das geschmiedete Werkstück bei der erforderlichen Mindesttemperatur während der Preß- und Schmiedestufe gehalten wird oder diese übersteigt, können die Gesenkformen bei oder über der Mindesttemperatur betrieben werden. Vorzugsweise wird das in dem Behälter enthaltene Pulveußerdem sui oder über die Mindesttemperatur vorerwärmt.
  • Die Formen können bei einer niedrigeren Temperatur betrieben werden, vorausgesetzt, daß das in dem Behälter enthaltende Pulver auf eine genügend hohe temperatur erwärmt wird, durch die die erforderliche hindesttemperatur trotz des Wärmeverlusts an die kältere Gesenkform während des Schmiedens aufrechterhalten wird. Die Höhe der Einstellung der Vorerwärmungstemperatur zur Kompensierung der Wärmeverluste an eine kältere Gesenkform hängt von der Gesenkformtemperatur, der klasse und Wärmeleitfähigkeit der Gesenkform und des Pulvers, der Größenabmessung und dem Oberflächenbereich des zu schmiedenden Werkstücks und der Dauer des engen Kontakts, d.h. der Verweildauer, zwischen dem Werkstück und der Gesenkform, die durch die Geschwindigkeit der Preß- und Schmiedeoperation eingestellt wird, ab.
  • Wenn die Gesenkformen nicht bei oder über der klindesttemperatur betrieben werden, die zur Erzielung von Bindung und etallfluß erforderlich ist, erfordert die Vielfalt von Variablen, daß für jedes spezielle Werkstück und jede spezielle Legierung die besten Bedingungen bestimmt und zugeschnitten werden. Vorzugsweise und aus wirtschaftlichen Gründen werden die Gesenkformen auf oder über die lbiindesttemperatur vorerwärmt.
  • Der vorerwärmte mit Pulver gefüllte Behälter wird zu der gewünschten Form mit einer vorbestimmten Dichte, die sich einer Dichte von 100 s nähert, gepreßt und geschmiedet, ohne daß die Notwendigkeit besteht, eine Zwischenform herzustellen. Vorzugsweise wird das Schmieden in einer Operation durchgeführt. Die Preß- und Schmiedeoperation wird fortgesetzt, bis alle Hohlräume gefüllt sind, eine Bindung der Pulverteilchen stattfindet und geeignete technische Eigenschaften erreicht sind. Die Verweildauer des Schmiedestempels bei einem maximalen Dauerdruck kann so lang sein wie 10 Sekunden. Der Schmiedegrad hängt von der Temperatur, der Legierung und dem zu pressenden und zu schmiedenden Werkstück ab. Das geschmiedete Werkstück wird aus der Gesenkform ausgestoßen und ist für die Verwendung nach Entfernung des Grats und nach dem maschinellen Bearbeiten fertig. Der Gegenstand kann auch vor dem maschinellen Bearbeiten erneut zu einer anderen Form geschmiedet werden.
  • Dem volleren Verständnis der Erfindung dient das nachfolgende Beispiel.
  • Beispiel Ein vor-legiertes Pulver mit 75 bis 90 « Teilchen mit einer Größe unter 0,044 mm (-325 meah) und einer Nennzusammenaetzung von 20 s Si, 4,5 % Mm und als Rest im wesentlichen Aluminium wird in einen einfach geformten Aluminiumfolienbehälter eingetragen. Das Material des Behälters besteht aus einer Legierung suf Aluminiumbasis vom industriellen Reinheitsgrad. Der Behälter hat eine Nenndicke von 0,127 mm und ist von im allgemeinen dreieckiger Form mit Außenabmessungen von etwa 20 cm x 20 cm x 6,4 c Höhe. Eine dünne Folie mit einer Nenndicke von 0,019 mm und der gleichen Zusammensetzung wie der Behälter bedeckt locker das obere Ende des Behälters. Der Deckel verschließt den Behälter nicht luftdicht, aber verschließt ihn weitgehend, so daß er ein Entweichen von eine eil der während des Vorerwarmens entwickelten Gase ermöglicht. Der mit Pulver gefüllte behalter wird in eine vorerwormte Anlage gebracht und auf eine Temperatur zwischen 3710 und 538 °C, vorzugsweise 427 oC in einer Stickstoffatmosphäre für 120 Minuten erwärmt. Gemaß der Erfindung wird der Behälter in einen eschmierten Gesenkformhohlraum gebracht, der auf eine temperatur von 3710 bis 399 °C erwärmt wird. bei einem Schmiededruck von 6,98 Tonnen je cm und bei einer Geschwindigkeit von 25,4 cm je Minute wird bei einer Verweilzeit von 10 Sekunden während des anhaltenden brucks der Behälter gepreßt und zu der gewünschten Form geschmiedet. Der gemäß der Erfindung geschmiedete Gegenstand hat eine Zugfestigkeit von 3850 bis 4200 kg/cm2 und eine Streckgrenze von 2800 bis 3150 kg/cm2.
  • Die Erfindung ist unter spezieller Bezugnahme auf Metallpulver, Metallbehälter und Metalldeckel aus Aluminium und Legierungen davon beschrieben worden. Es ist davon auszugehen, daß andere Metalle, insbesondere Nicht-Eisenmetalle und speziell Leichtmetalle, wie Aluminium oder Magnesium oder Legierungen davon, ebenfalls für eine Verwendung geeignet sind.
  • Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform und alternative Ausführungsformen beschrieben worden sind, ist für den Fachmann ersichtlich, daß im Rahmen der Erfindung viele Änderungen vorgesehen werden können.

Claims (12)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Formung von Metallwerkstücken hoher Dichte aus Metallpulver unter Eintragen einer Menge losen Metallpulvers in einen verformbaren Behälter, Erwärmen des Pulvers in dem Behälter und Schmieden des Behälters mit dem darin befindlichen @etallpulver zu einem Metallwerkstück mit erwünschter Dichte und Form, dadurch sekennzeichnet, daß man das l!etallpulver zunächst in einen leicht verformbaren Behälter mit offenem Ende und uiit der allgemeinen Borm des zu schmiedenden @erkstücks einbringt, wobei man die Pulvermenge so bemißt, daß sie über der zum Schmieden des @erkstücks zu der er-Wünschten Dichte erforderlichen Metallmenge liegt, das Pulver auf eine im wesentlichen einheitliche temperatur erwärmt, die ausreicht, das metallurgische Binden des Pulvers während der Zustände der plastischen Verformung zu erleichtern, wobei man den Behälter so weitgehend verschließt, daß man dadurch das Pulver einschließt und ermöglicht, daß ein eil der oeim Brwärmen des Pulvers in der Behälter entwickelten Gase abzieht, aber in dem behälter ein Teil dieser Gase zurückgehalten wird, der zum wirksamen Schützen des Pulvers und zur Schaffung einer Oxidationsschutzatmosphäre ausreicht, und man den behälter in weitgehend geschlossenen Gesenkformen, die eine Einrichtung zum @ntweichen von überschüssigem @etall haben, derart prelt, daf man ein @erkstück mit einer Dichte von mindestens 99 % schmiedet.
  2. . Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der @enälter aus dünner @etallfolie oder dünnem geformtem 1 etallblech mit g'enüender Festigkeit besteht, um das Pulver aufnehmen und seine Form während der Stufen des Eintragens und Erwärmens des pulvers in dem besagten Behälter beibehalten zu können.
  3. 3. Verfahren nacit Anspruch 1 oder 2, dadurch ekennzeichnet, daß der Metallfolienbehälter eine Dickenstärke zwischen 0,0127 mm und 1,016 mm hat.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch tekennzeichnet, dalJ der behalter aus einem Material mit der gleichen Zusammensetzung wie das gepulverte Metall besteht und als Außenfläche eines geschmiedeten Werkstücks mit homogener Zusammensetzung dient.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter aus einem Material besteht, das sich in der Zusammensetzung von dem Letallpulver unterschei- | det, und mit letzteres: verträglich ist, um eine Plattierung auf ae geschmiedeten werkstück zu ergeben.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man mehr als ein Metallpulver an bestimmte Stellen in den Metallbehälter einbringt, wobei jedes Pulver unterschiedliche Zusammensetzungen und Bigenschaften hat, um ein geschmiedetes Verbundwerkstück mit unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften und unterschiedlichen metallurgischen Eigenschaften an den Stellen herzustellen.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeictlnet, daß man das lose gepulverte blaterial ohne Verformung des hetallpulvers in den Behälter packt.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die besagte Gesenkform auf eine temperatur vorerwärmt, die höher ist als diejenige Temperatur, die ausreicht, das Binden des Metallpulvers während der plastischen Verformung zu erleichtern.
  9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den Deckel, der aus einem Material mit der gleichen Zusammensetzung wie der Behälter besteht, auf dem offenen Ende des Behälters während des Erwrmens läßt.
  10. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeiehnet, daß man das Schmieden des Behälters mit dem darin befindlichen Pulver in einer Druckstufe durchführt.
  11. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallpulver Aluminium oder eine Legierung davon enthält.
  12. 12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenazeiehnet, daß der Behälter aus Aluminium oder einer Legierung davon besteht.
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