DE2751788A1

DE2751788A1 - Verfahren zur herstellung von koerpern durch sintern eines pulvers

Info

Publication number: DE2751788A1
Application number: DE19772751788
Authority: DE
Inventors: Tore Dipl Ing Garvare; Sven-Erik Isaksson
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1976-12-01
Filing date: 1977-11-19
Publication date: 1978-06-08
Also published as: SE411854B; US4178178A; SU695537A3; JPS5370011A; FR2372671A1; SE7613445L

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Körpern durch Sintern eines Pulvers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches

1.

Beim Sintern ist der Pulverrohling in einer Metallhülle eingeschlossen und wird in einem Druckofen gleichzeitig einem hohen, allseitigen Gasdruck und hoher Temperatur ausgesetzt. Es ist übr lieh, das Pulver vor oder während der Erwärmung zu entgasen. Diese Entgasung geschieht in der Regel bei sehr niedrigem Druck in der Weise, daß die den Pulverkörper enthaltende Hülle an eine Vakuumpumpe angeschlossen wird. Die Erfindung ist von besonderem Interesse bei der Herstellung von Rohlingen, z.B. von Rohlingen aus Schnellstahl oder aus sog. Superlegierungen, welche Rohlinge durch Walzen, Schmieden oder spanabhebende Bearbeitung, die gewünschte Form erhalten.

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Das Drucksintern von Pulver zu dichten, homogenen Rohlingen wird beispielsweise in der DT-OS 2 327 568 ausführlich beschrieben.

Die Erwärmungszeit für große Rohlinge kann 5 bis 20 Stunden betragen. Während der Erwärmung erreicht die Kapsel schnell die für eingeschlossenes Pulver höchstzulässige Temperatur. Sie wird danach auf dieser Temperatur gehalten, damit die Durchwärmung so schnell wie möglich geschieht. Die lange Zeit, während der das Kapselmaterial auf hoher Temperatur gehalten wird, hat zur Folge, daß sich seine Eigenschaften verändern. Das geschieht besonders dann, wenn es dem Einfluß von Sauerstoff ausgesetzt ist, beispielsweise beim Überführen der Kapsel von einem Vorheizofen zu einem Druckofen. Die Gefahr einer Undichtigkeit ist besonders groß in dem Evakuierungsrohr. Durch die starke Verformung und das Verschweißen beim Verschließen des Evakuierungsrohrs entsteht eine Kornvergrößerung im Material und an den Korngrenzen bilden sich Risse, die unter dem späteren Einfluß schädlicher Gase aufreißen und breiter und tiefer werden, wodurch das Material undicht wird und Druckgas eindringen kann. Das Rohr ist in der Regel unter der Verschlußstelle auch nicht vollständig mit Pulver gefüllt. Wenn das Rohr unter dem Einfluß des Gasdruckes plattgedrückt wird, kann die starke Verformung Risse verursachen, so daß unter dem Einfluß schädlicher Gase sofort oder nach einer gewiesen Zeit Undichtigkeiten auftreten. Das Eindringen von Gas in die Kapsel verhindert ein Zusammen-

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pressen des Pulvers und ein vollständiges Zusammensintern der Pulverkörner. Das Produkt ist infolge dieser verbleibenden Porosität unbrauchbar und muß weggeworfen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem die obenbeschriebene Gefahr des Auftretens von undichten Stellen in der HUlIe bzw. dem angesetzten Evakuierungsrohr vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, das erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens nach der Erfindung ist in dem Unteranspruch 1 genannt.

Der erfindungsgemäße Aufbau einer HUlIe zur Durchführung des Verfahrens ist im Unteranspruch 2 genannt.

Der zwischen dem Evakuierungsrohr und der Haube gebildete Raum soll so weit wie möglich mit Füllmaterial gefüllt werden. Eine hohe Dichte des FUllmaterials ist erstrebenswert. Durch eine hohe Dichte ist die Verformung der Haube beim Pressen gering. Das Füllmaterial kann ein metallisches oder keramisches Pulver sein, das zur größtmöglichen Dichte verdichtet ist. Es kann auch ein ringförmiger Füllkörper verwendet werden, evtl. zusammen mit einem

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Pulver, welches das Spiel zwischen dem Füllkörper und dem Rohr bzw. der Haube ausfüllt. Durch die Haube wird das durch die Erwärmung und das Verschließen geschwächte Rohr gegen den direkten Einfluß von Druckgas geschützt. Außerdem wird verhindert, daß im Druckgas vorhandene schädliche Bestandteile eventuell vorhandene Risse vergrößern, so daß die Wand des Rohres durchbrochen wird und Gas in den Behälter eindringen kann. Ferner dient die Haube als eine zweite Gasbarriere. Sie besteht aus einem Material, das noch nicht durch Erwärmung und große Verformung geschwächt ist. Das Füllmaterial begrenzt die Verformung der Haube. Relativ gesehen ist die Verformung geringer und gleichmäßiger als bei einem schlecht gefüllten Rohr, das während des Pressens plattgedrückt wird. Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen den oberen Teil einer mit Pulver gefüllten Hülle, das hieran angesetzte Evakuierungsrohr und zwei verschiedene Ausführungsformen der Haube über dem Evakuierungsrohr.

In den Figuren bezeichnet 1 eine Hülle, die mit einem Pulver 2 gefüllt ist, das gepreßt werden soll. Die Hülle besteht aus einem Blechzylinder 3 mit einem nicht gezeigten Boden und mit einem Deckel 4, der durch eine Schweißnaht 5 gasdicht mit dem Zylinder 3 verbunden ist. Ein Evakuierungsrohr 6 ist an einer öffnung 7 des Deckels 4 durch eine Schweißnaht 8 gasdicht angeschlossen. Das Evakuierungsrohr 6 wurde nach dem Evakuieren der mit Pulver gefüllten Hülle auf eine eine Verformung zulassende

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Temperatur erwärmt und nach einem eventuellen Füllen der Hülle mit einem unschädlichen Gas zusammengedrückt und abgeschnitten, worauf es an der Schnittstelle mit einer Schweißnaht 9 verschweißt wurde, so daß der Verschluß beständig gasdicht bleibt. Das Plattdrücken stellt für das Material eine derartige Beanspruchung dar, daß während der Zeit, die zur Erwärmung auf Preßtemperatur erforderlich ist, die Gefahr der Rißbildung besteht. Die Hülle ist mit einem Ringstutzen 10 versehen, der durch eine Schweißnaht 11 gasdicht mit dem Deckel 4 verbunden ist. Dieser Ringstutzen hat den Zweck, die Verbindung der Haube 12 mit der Hülle 1 zu erleichtern.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 wird nach dem Abschneiden und Verschweißen des Evakuierungsrohres 6 zunächst ein Rohr 13 gasdicht mit dem Ringstutzen 10 durch eine Schweißnaht 14 verbunden, worauf der Raum zwischen dem Evakuierungsrohr 6 und dem Ringstutzen 10 sowie dem Rohr 13 mit einem Pulver 15 gefüllt wird. Danach wird das Rohr 13 mit einem Deckel 16 verschlossen, der durch eine Schweißnahmt 17 mit dem Rohr 13 verbunden wird.

Bei der Ausführung gemäß Flg. 2 wird ein Rohr 20 in den Ringstutzen 10 hineingeschoben, und der Raum zwischen dem Rohr 20 und dem Evakuierungsrohr 6 wird mit einem Pulver 15 gefüllt, worauf eine Kappe 21 über das Rohr 20 geschoben und mittels einer Schweißnaht 22 mit dem Ring 10 verbunden wird.

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Durch die über dem Evakuierungsrohr angebrachte Glaube erhält man eine zweite Gasbarriere, die die Gefahr des Eindringens von Druckgas während des Warmpressens wesentlich verringert. Die Haube kann mit einem unschädlichen Gas zwischen den Pulverkörnern gefüllt sein. Das verschlossene Evakuierungsrohr wird dadurch während der Erwärmung geschützt, wodurch die Gefahr beseitigt ist, daß Bestandteile in der Atmosphäre um die Kapsel herum während der Erwärmung das Material des Evakuierungsrohrs beeinflussen und Risse an der Verschlußstelle verursachen oder erweitern. Falls dennoch eine Undichtigkeit auftritt, so ist das Eindringen von Gas in den Raum zwischen Evakuierungsrohr und Haube sehr begrenzt. Ist der Raum außerdem mit einem unschädlichen Gas gefüllt, so ist das Eindringen ohne Bedeutung. Es ist die Aufgabe des zwischen Evakuierungsrohr und Haube angeordneten Pulvers, die Deformation der Haube derart zu begrenzen, daß die Haube selbst oder die Schweißnähte nicht reißen. Das Pulver in der Haube kann ein Metallpulver oder ein keramisches Pulver sein. Es kann beispielsweise dasselbe Pulver wie in der Hülle 1 sein oder ein Al₂O,-Pulver. Das Pulver soll eine Fülldichte von mindestens 50 % haben, um die Verformung unter dem gewünschten Maß halten zu können.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : ======SS=SSS

1. Verfahren zur Herstellung von Produkten durch Formen und Einschließen eines Körpers aus Pulver in eine Hülle und Binden des Pulvers zu einem festen Körper durch isostatisches Heißpressen unter hohem Druck (Drucksintern), z.B. eines Rohlings aus Schnellstahl oder sogenannten Superlegierungen, der durch Walzen, Schmieden oder spanabhebende Bearbeitung die gewünschte Form erhält, welcher Körper unter gleichzeitiger Entgasung in einem Vorheizofen erwärmt und danach in einen Druckofen gesetzt wird, in dem er gleichzeitig einem hohen allseitigen Gasdruck und hoher Temperatur ausgesetzt wird, wobei der Pulverkörper gesintert und zu hoher Dichte zusammengepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein an die Hülle angeschlossenes Evakuierungsrohr nach der Evakuierung der Hülle auf eine zur Verformung des Evakuierungsrohres ausreichende Temperatur erhitzt wird und dann durch Zusammenpressen, Abschneiden und Verschweißen verschlossen wird, daß danach das verschlossene Evakuierungsrohr mit einer Haube umgeben wird, daß der Raum zwischen dem Evakuie rungsrohr und der Haube im wesentlichen mit Füllmaterial ausgefüllt wird und daß die Haube gasdicht mit der Hülle verbunden wird, worauf die Kapsel mit dem Pulver erwärmt und auf bekannte Weise gepreßt wird.

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ORIGINAL INSPECTED

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial ein Pulver, ein fester Körper oder ein fester Körper und ein Pulver ist.

3. Hülle zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Hülle ein nach der Evakuierung verschlossenes Evakuierungsrohr herausragt, welches von einer mit der Hülle gasdicht verbundenen Haube umgeben ist, wobei der Raum zwischen dem Evakuierungsrohr und der Haube mit Füllmaterial ausgefüllt ist.

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