DE2852429A1

DE2852429A1 - Verfahren bei der herstellung von sinterteilen und werkzeug zur ausuebung des verfahrens

Info

Publication number: DE2852429A1
Application number: DE19782852429
Authority: DE
Inventors: Orla Per Dipl Ing Olling
Original assignee: Olling orla Per dipl-Ing
Current assignee: Olling orla Per dipl-Ing
Priority date: 1977-12-08
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1979-06-13
Also published as: DK546377A; JPS5491877A; GB2012654A

Description

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OrIa Per Oiling, 6100 Haderslev, Dänemark

Verfahren ben der Herstellung von Sinterteilen und Werkzeup zur Ausübung des Verfahrens

Die Sintermetalltechnologie hat im Laufe der letzten zwanzig Jahre in zunehmendem Ausmass andere Herstellungsverfahren auf den Gebieten verdrängt, auf denen es um die Massenherstellung von Maschinenteilen aus Metall, insbesondere von Teilen mit einem niedrigen Stückgewicht₃ geht. Auf gewissen Gebieten ist diese Technologie praktisch unumschränkt, z.B. wenn es sich um die Herstellung von Teilen aus nichtlegierbaren Materialien oder aus Materialien mit sehr hohem Schmelzpunkt oder von Teilen mit speziellen Struktureigenschaften handelt, wie beispielsweise selbstschmierenden oder ölgetränkten Lagern oder gesinterten Metallfiltern, während die Technologie auf anderen Gebieten benutzt wird, weil ihre Anwendung eine Senkung der Herstellungskosten ermöglicht.

Da jedoch ein wesentliches Merkmal dieser relativ neuen Technologie in einer Formpressung des als Ausgangs"iaterial verwendeten Pulvermaterials besteht, sind nur Teile, die gewissen formmässigen Kriterien genüfren, für eine Herstellun.fr auf diesem V/ege geeignet.

In den Fällen, in welchen diese Kriterien entweder gar nicht oder nur teilweise erfüllt werden, muss die Sintertechnologie entweder verlassen oder lediglich zur Herstellung eines Zwischenproduktes benutzt werden, das dann in einem oder mehreren sich anschliessenden Arbeitstangen auf andere Weise fertiggestellt wird , und zwar üblicherweise durch irgendeine Form von spanabhebender Verarbeitung, wenn es sich um Teile handelt, die ganz oder hauptsächlich aus Metall bestehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den An-Wendungsbereich der Sintertechnologie dahingehend

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zu erweitern, dass sie auch die Herstellung von Teilen mit Löchern oder Vertiefungen umfasst, deren Hauptrichtung rechtwinklig zur Pressrichtung verläuft oder in bezug auf diese auf andere Weise quergestellt ist. Bisher hat man es für unmöglich gehalten, derartige Teile allein durch Formpressung von Pulvermaterial und anschliessendes Sintern herzustellen, wogegen es keine besonderen Schwierigkeiten bereitet hat, Teile mit durchgehenden Löchern oder Sacklöchern herzustellen, deren Achsrichtung mit der Pressrichtung parallel verläuft, da dies Lediglich eine entsprechende Ausgestaltung der Pressenstempel erfordert.

Genauer ausgedrückt, betrifft die Erfindung ein Verfahren bei der Herstellung von Sinterteilen mit quer zur Pressrichtung verlaufenden und in wenigstens einer Seitenfläche mündenden Löchern oder Vertiefungen, nach welchem das Pulver nach dem Einfüllen in eine Presskammer in einer Matrize zwischen zwei koaxialen Stempeln komprimiert und nach dem Ausstossen aus der Kammer gesintert wird. Krfindungsgemäss ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Loch oder die Vertiefung durch Verdrängung von Pulvermaterial aus der Presskammer mit Hilfe eines permanenten Kerns hervorgebracht wird, der während des Pressvorgangs in bezug auf die Matrize fixiert ist.

Abgesehen von der Anbringung des Kerns kann die Presse von üblicherweise benutzter Art mit einer feststehenden oder beweglichen, gegebenenfalls zwangsweise geführten, Matrize sein. Falls die Matrize feststehend ist, sollten bei der Kompression beide Stempel aktiv sein, da sich normalerweise sonst nicht das Auftreten ■ unerwünscht grosser Variationen in der Dichte des fertigen Teiles vermeiden lässt. Je nach Art des Pulvermaterials und der Anforderungen, die hinsichtlich seiner Öberflächenbeschaffenheit und Massfestigkeit an

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das Teil gestellt werden, kann dieses nach der Sinterung gegebenenfalls nach wiederholter Sinterung, auf übliche Weise kalibriert werden, z.B. durch Schleifen, Ziehen oder Nachpressen. Dies gilt auch für das Loch oder die Vertiefung, das bzw. die nach dem Pressen dieselbe Kassfestigkeit wie die übrigen Einzelheiten des Teiles aufweist.

Neben der Aufwandsersparnis bei der Verarbeitung wird durch die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens auch eine Materialersparnis erzielt, da sich das mit Hilfe des Kerns aus der Presskammer verdrängte Pulvermaterial unmittelbar wiederverwendeη lässt.

Erfindungsgemäss wird bevorzugt, dass nach dem Einfüllen des Pulvers ein der Form des Loches oder der Vertiefung entsprechender, quer zur Pressrichtung beweglicher, permanenter Kern in die Presskammer eingeführt wird, so dass er eine entsprechende Pulvermenge aus dieser verdrängt, und dann als Vorbereitung zum Ausstossen des fertiggepressten Teiles wieder aus dieser herausgezogen wird. In diesem Fall ist der Kern beim Füllen der Presskammer mit Pulver nicht im Weg und hindert somit nicht die Verteilung des Pulvers in der gewünschten Weise und mit gleichmässiger Dichte in allen Teilen der Kammer. Wenn der Kern daraufhin in die Kammer eingeführt wird, kann er wie ein Lochstempel in der Pulvermasse wirken und das gewünschte Loch erzeugen, ohne dass sich dadurch die Pulverdichte in der Umgebung des Loches nennenswert ändert.

Die Erfindung betrifft ausserdem ein zur Ausübung des Verfahrens bestimmtes Werkzeug, das auf bekannte Weise eine Matrize mit einer Presskammer umfasst. Erfindungsgemäss ist dieses Werkzeug dadurch gekennzeichnet, dass in der Matrize ein quer zur Pressrichtung verschieb Ii eher Kern gelagert ist, der zwischen einer inaktiven Stellung, in der er sich in seiner Gesamtheit ausserhalb der Presskammer befindet, und einer aktiven

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Stellung, In welcher er sich in die Presskammer hinein- und gegebenenfalls ganz durch diese hindurcherstreckt, hin- und herbeweglich ist.

Verschiedene anwendungsmässige Vorteile dieses Werkzeu^s sind aus der obigen Erläuterung ersichtlich. In konstruktions^iässifcer Hinsicht bedeutet die Hinzufügung des verschieb!ichen Kerns nur eine geringfügige Komplikation gegenüber der Erstellung üblicher Werkzeiige für die Pulverkompression, und die Leistung ist praktisch die gleiche wie die der üblichen Werkzeuge.

Die Erfindung ist auf der Zeichnung veranschaulicht, die eine Ausführungsform der Matrize einer Pulverpresse mit zugehörigen Pressestempeln und zugehörigem Kern in vier aufeinanderfolgenden Schritten bei der Herstellung eines zylindrischen Teiles mit einem ebenfalls zylindrischen, in Querrichtung verlaufenden Loch schematisch wiedergibt.

Die dargestellte Matrize 1 bildet auf übliche Weise eine Presskammer 2, zu der ein Oberstempel 3 und ein Unterstempel 4 gehören. Ausserdem weist die Matrize 1 eine Querbohrung 5 auf, die bei der gezeigten Ausführungsform rechtwinklig zur Achse der Presskammer verläuft und die Führung- für einen verschieblichen Kern 6 bildet. Es wird angenommen, dass die Matrize 1 schwimmend gelagert oder derartig zwangsweise geführt ist, dass sie sich während des nach unten gerichteten Presshubes des Oberstempels 3 in bezug auf den stationären Unterstempel 4 nach unten bewegt, damit oben und unten in der Presskammer hauptsächlich gleich grosse Kompressionsdrücke sichergestellt werden. Dieselbe Wirkung liesse sich auch bei einer stationären Matrize dadurch erzielen, dass beide Stempel einen aktiven Hub oder Presshub ausführen.

In Fig. 1 ist der Kern 6 aus der Presskammer 2 zurückgezogen, und die Kammer ist mit Metallpulver ge—

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füllt, das scegebenenfalls vorkomprimiert sein kann. Dann wird der Kern durch die Presskammer hindurch vorgeschoben, Fi ρ. 2, wodurch eine dem Kernquerschnitt entsprechende Pulvermenge aijs der Kammer in den rechten Teil der 5 Ouerhohrung 5 hinein verdrängt wird. Aus diesem Teil der Pobrung 5 kann das verdrängte Pulver dann herausgestossen und, wie es durch eine Schale 7 symbolisiert j st, zwecks Wiederverwendung aufgefangen werden. Während sich der Kern in seiner vorgeschobenen, aktiven Stellung befindet, Fig. 3, erfolgt der Presshub, durch den das Pulver gleichrnässig um den Kern herum komprimiert wird, und nach dem Zurückziehen des Kerns, Fig. 4» kann der Unterstempel 4 schliesslich auf übliche Weise zum Ausstossen des geformten Teiles 8 benutzt werden, welches dann gesintert und gegebenenfalls nachbearbeitet wird.

Es ist unmittelbar verständlich, dass die bezüglich der Ausgestaltung der Matrize und der Pressestempel in Abhängigkeit von den herzustellenden Teilen gegebenen Variationsmöflichkeiten nicht durch den Kern eingeschränkt werden und dass sich die Ausgestaltung und Anordnung des Kerns selbst in bezug auf die Presskammer innerhalb weiter Grenzen variieren lässt. So kann beispielsweise die Achsrichtung des Kerns die Achse der Presskammer unter einem Winkel schneiden, der von 90 verschieden ist, oder der Kern kann in bezug auf die Achse der Kammer seitlich versetzt sein, gegebenenfalls so weit, dass er die Peripheriewand der Kammer tangiert oder sogar noch teilweise ausserhalb derselben liegt. Im letzteren Fall entsteht eine Vertiefung in.der Oberfläche des Teiles. Selbstverständlich können"in ein und derselben Matrize auch mehrere gleiche oder unterschiedliche Kerne Anwendung finden, und diese können gegebenenfalls so eingerichtet sein, dass sie die ihnen entsprechende .

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Pulvermenge oben aus der Kammer herausdrangen, von wo dieses überschüssige Pulver dann vor dem Pressen abgestrichen werden kann.

Obwohl die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens und Werkzeugs in erster Linie für die Herstellung von Sintermetallteilen gedacht ist, d.h. mit Metallpulver als Ausganffsmaterial, ist sie jedoch keineswegs darauf beschränkt, da sich insbesondere keramisches Material auf analoge Weise verarbeiten lässt.

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Claims

Patentanwälte München, den % Dez. ϊ97« Wan:tZi Finstsrwald & Grämkow 8 München 22, Robert-Koch-Straße OrIa Per Oiling, 6100 Haderslev, Dänemark Verfahren bei der Herstellung von Sinterteilen und Werkzeug zur Ausübung des Verfahrens Patentansprüche

1. Verfahren bei der Herstellung von Sinterteilen (8) mit auer zur Pressrichtung verlaufenden und in wenigstens einer Seitenfläche mündenden Löchern oder Vertiefungen, nach welchem das Pulver nach dem Einfüllen in eine Presskammer (2) in einer Matrize (1) zwischen zwei koaxialen Stempeln (3, 4) komprimiert und nach dem Ausstossen aus der Kammer (2) gesintert wird, dadurch gekennzei chnet, dass das Loch oder die Vertiefung durch Verdrängung von Pulvermaterial aus der Presskammer (2) mit Hilfe eines permanenten Kerns (6) hervorgebracht wird, der während des Pressvorgangs in bezug auf die Matrize (1) fixiert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einfüllen des Pulvers ein der Form des Loches oder der Vertiefung entsprechender, quer zur Pressrichtung beweglicher, permanenter Kern (6) in die Presskammer (2) eingeführt wird, so dass er eine entsprechende Pulvermenge aus dieser verdrängt, und dann als Vorbereitung zum Ausstossen des fertiggepressten Teiles (Ö) wieder aus dieser herausgezogen wird.

3. Werkzeug zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, das eine Matrize (1) mit einer Presskammer (2) umfasst, dadurch gekennzeichnet , dass in der Matrize (1) ein quer zur PressrAchtung verschieblicher Kern (6) gelagert j st, der zwischen einer inaktiven Stellung, in der er sich in seiner Gesamtheit ausserhalb der Presskammer (2) befindet, und einer aktiven Stellung, in welcher er sich in die Presskammer (2) hinein- und gegebenenfalls ganz durch diese hindurcherstreckt, hin- und herbeweglich ist.

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