DE3004209A1 - Verfahren zur herstellung eines metallischen sinterformteils und fuer die durchfuehrung des verfahrens geeignete maschine - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines metallischen sinterformteils und fuer die durchfuehrung des verfahrens geeignete maschineInfo
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Description
Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur
Herstellung eines metallischen Sinterformteils aus einem feinkörnigen Ausgangspulver,
wobei das Ausgangspulver mit einem organischen
Binder gemischt, die schüttfähige Mischung in. eine Grünformlingsform eingebracht sowie in dieser
zu einem Grünformling verdichtet wird,
wobei ferner der Grünformling zu einem Vorformling gesintert
wird, welcher Vorformling durch Pressen und/oder Schmieden zum Sinterformteil formbar oder unmittelbar als Sinterformteil einsetzbär
ist. Der hergestellte Vorformling ist porös. Er kann unmittelbar als Sinterformteil eingesetzt werden, wo seine
Festigkeit den Anforderungen entspricht und wo es auf diese Porosität ankommt oder wo diese nicht stört. Im allgemeinen erfolgt
jedoch eine weitere Verdichtung des Vorformlings durch Pressen und/oder Schmieden, wobei diese weitere Verdichtung im kalten,
warmen oder heißen Zustai d des Vorformlings durchgeführt werden
kann. Das schließt nicht aus, daß der gepreßte oder geschmiedete Gegenstand erneut konvent.ionell einer Sinterung unterworfen wird.
Die Erfindung bezieht sich fernerhin auf Maschinen, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet
sind.
Bei dem bekannten gattungsgemäßen Verfahren (The International
Journal"of Powder Metallurgy & Powder Technology, 1975, Volume 11,
No. 3, S. 209 bis 220) ist der organische Binder Saccharose. Das Verdichten der Mischung in der Grünformlingsform geschieht durch
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Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen
bloße Vibration. Die so erreichte Grünfestigkeit reicht nicht aus,
um den Grünformling aus der Grünformlingsform herauszunehmen und
zu manipulieren. Die Sinterung zum Vorformling erfolgt daher in
der Grünformlingsform. Das bringt Probleme. Tatsächlich kommt
man im Rahmen der bekannten Maßnahmen kaum zu Vorformlingen, deren physikalische Parameter ausreichend homogen sind. Porosität und
Dichte, bei Verwendung unreduzierter Metallpulver aber auch der
Readuktionsgrad nach der Sinterung in reduzierender Atmosphäre
sowie der Grad der Versinterung können von Vorformling zu Vorformling und in einem Vorformling bereichsweise in' starkem Maße
schwanken. Das gilt auch für Aufkohlungsparaineter, wenn zusätzlich mit der Sinterung eine Aufkohlung durchgeführt wird. Das gilt im
übrigen insbes. dann, wenn es sich um die Herstellung von Vorformlingen für Sinterformteile mit mehreren Querschnittssektionen
handelt. Die vorstehend beschriebenen Maßnahmen und ähnliche haben daher noch nicht zur technischen Praxis geführt. Die Praxis bevorzugt für die Herstellung von metallischen Sinterformteilen reduzierte Metallpulver mit möglichst geringen Sauerstoffgehalten, die jedoch teuer sind. Sie werden im übrigen auf andere Weise, nämlich durch Vorpressen mit erheblichen Preßdrücken zum Vorformling geformt und danach weiterbehandelt.
zu manipulieren. Die Sinterung zum Vorformling erfolgt daher in
der Grünformlingsform. Das bringt Probleme. Tatsächlich kommt
man im Rahmen der bekannten Maßnahmen kaum zu Vorformlingen, deren physikalische Parameter ausreichend homogen sind. Porosität und
Dichte, bei Verwendung unreduzierter Metallpulver aber auch der
Readuktionsgrad nach der Sinterung in reduzierender Atmosphäre
sowie der Grad der Versinterung können von Vorformling zu Vorformling und in einem Vorformling bereichsweise in' starkem Maße
schwanken. Das gilt auch für Aufkohlungsparaineter, wenn zusätzlich mit der Sinterung eine Aufkohlung durchgeführt wird. Das gilt im
übrigen insbes. dann, wenn es sich um die Herstellung von Vorformlingen für Sinterformteile mit mehreren Querschnittssektionen
handelt. Die vorstehend beschriebenen Maßnahmen und ähnliche haben daher noch nicht zur technischen Praxis geführt. Die Praxis bevorzugt für die Herstellung von metallischen Sinterformteilen reduzierte Metallpulver mit möglichst geringen Sauerstoffgehalten, die jedoch teuer sind. Sie werden im übrigen auf andere Weise, nämlich durch Vorpressen mit erheblichen Preßdrücken zum Vorformling geformt und danach weiterbehandelt.
In anderen Bereichen der Technik, nämlich in der Sparte Sandformen
der Gießereitechnik, arbeitet man seit den Anfängen mit Formsanden'
und besonderen Gießerei-Formsandbindern. Die Formsandbinder sind ausgewählt, eingerichtet und bestimmt, einer Form oder
einem Formkern ausreichende Grünfestigkeit zu verleihen - und ihre Bindefähigkeit zu verlieren, wenn ein Abguß erfolgt ist. Das gilt
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auch für die in neuerer Zeit entwickelten Gießerei-Formsandbinder
auf Kunstharzbasis. Im übrigen kennt die Gießereitechnik Kernformmaschinen als Einrichtungen für die maschinelle Herstellung von
Kernen für Gießereizwecke. Das alles hat die Probleme um die
Weiterentwicklung des gattungsgemäßen Verfahrens zur Produktionsreife
nicht beeinflußt. Die Gießereitechnik und im Rahmen der Gießereitechnik die Herstellung von Gießereiformen und Gießereikernen
einerseits, die pulvermetallurgische Herstellung von Sinterformteilen
andererseits sind ausweislich der bisherigen Entwicklung dieser Fachgebiete als artfremde Fachgebiete anzusehen.
Zur Herstellung von metallischen Sinterformteilen ist es allerdings
auch bekannt (DE-AS 19 64 426), aus dem Ausgangspulver und
einem aushärtbaren Gießharz auf Epoxidharzbasis eine fließfähige Masse herzustellen, diese in eine Grünformlingsform einzugießen
und in der Grünformlingsform aushärten zu lassen, um danach den
ausgeformten Grünformling einer mehrstufigen Wärmebehandlung zu unterwerfen, in deren erster Stufe der Binder zersetzt und in deren
weiteren Stufen eine Sinterung durchgeführt wird. Auch hier ist die Homogenität der physikalischen Parameter im gesinterten Vorformling
bzw. im Sinterformteil der Kritik offen. Sie hängt von der Verteilung des Metallpulvers in dem fließfähigen Binder ab und diese
Verteilung wird auch durch die Fließvorgänge beim Eingießen in die Grünformlingsform beeinflußt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß gattungsgemäße Verfahren
so zu führen, daß ohne Schwierigkeiten Vorformlinge und Sinterformteile herstellbar sind, die sich durch große Homogenität
der physikalischen Parameter auszeichnen, und zwar auch dann, wenn es sich um die Herstellung von Vorformlingen und Sinterformteilen
mit mehreren Querschnittssektionen handelt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß als organiscner
Binder ein Kunstharzbinder verwendet wird,.daß die Mischung in einer Formmaschine vom Typ einer Kernformmaschine, welche die
Grünformlingsform als Kernform aufweist, zum Grünformling geformt wird, und daß endlich der Grünförmling formfrei zum Vorformling
gesintert wird. Im Rahmen der Erfindung kann grundsätzlich mit den verschiedensten Kunstharzbindern gearbeitet werden, wobei nur
Vorsorge zu treffen ist, daß die Mischung schüttfähig bleibt, um in einer Formmaschine vom Typ einer Kernformmaschine manipuliert
werden zu können. Als organische Binder können insbes. die üblichen Gießereiformsand-Binder auf Kunstharzbinder eingesetzt werden, wobei
auch die Mischungsverhältnisse so gewählt werden können, wie es bei der Herstellung von Formen und Formkernen aus Formsand im
Gießereiwesen üblich ist. Eine bevorzugte Ausführurigsform der Erfindung
ist in diesem Zusammenhang dadurch gekennzeichnet, daß als organische Binder ein Phenolharzbinder eingesetzt wird, und zwar
in einer Menge von unter 10 Gew.%, vorzugsweise in einer Menge von etwa 1 Gew.%. Obwohl Gießereiformsand-Binder auf Kunstharzbasis
durch die abgußbedingte Erwärmung ihre Bindefähigkeit verlieren und folglich so hergestellte Formkerne zerfallen, können die erfindungsgemäß
hergestellten Grünformlinge ohne Schwierigkeit und ohne störende Maßveränderungen formfrei gesintert werden.
Die Erfindung geht von der überraschenden Tatsache aus, daß bei Verwendung einer Formmaschine vom Typ einer Kernformmaschine einerseits,
einer schüttfähigen Mischung aus dem metallischen Ausgangspulver und dem Kunstharzbinder andererseits im Rahmen der erfindungs
gemäßen Maßnahmen Grünformlinge entstehen, die auch bei komplizierte
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Gestaltung und insbes. bei Aufbau aus mehreren Querschnittssektionen,
überall gleiche Dichte - ohne Entmischungserscheinungen aufweisen. Daraus resultieren dann homogene physikalische Parameter
im Vorformling und im fertigen Sinterformteil, überraschenderweise
haben die Grünformlinge ausreichende Grünfestigkeit, so daß sie ohne weiteres manipuliert, formfrei gesintert und dabei
auch reduziert, entkohlt oder aufgekohlt werden können.
.Eine evtl. anschließende Verdichtung kann auf verschiedene Weise
durchgeführt werden, und zwar sowohl als Warmverdichtung als auch als Kaltverdichtung, wie es bei der Herstellung von Sinterformteilen
und bei anderen Gegenständen an sich bekannt ist. Im Ergebnis können ohne Schwierigkeiten mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Verfahrens auch solche Bauteile hergestellt werden, die bisher als Sinterformteile gar nicht herstellbar waren und eine aufwendigere
Fertigung benötigten.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann grundsätzlich mit
jedem zur Herstellung von Sinterformteilen üblichen Metallpulver als Ausgangspulver gearbeitet werden. Insbes. können auch
Mischungen eingesetzt werden. Stets kann es sich sowohl um reduziertes Metallpulver als auch um unreduziertes Metallpulver oder
Mischungen beider handeln. Für die Ausführungsform mit unreduziertem
Metallpulver als Ausgangspulver besteht im Rahmen der Erfindung
ohne weiteres die Möglichkeit, den Grünformling in reduzierender Atmosphäre zu sintern und dabei auch ausreichend zu reduzieren.
Eine ausreichende Reduzierung findet dabei auch an den Kontaktstellen statt, wobei vermutlich der Binder reduzierend mitwirkt:
Wenn mit reduziertem Metallpulver gearbeitet wird, so werden
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weder die Vorformlinge noch die daraus hergestellten Sinterformteile
durch den üblichen Restsauerstoffgehalt, des Ausgangsmetallpulvers
in bezug auf ihre physikalischen Eigenschaften beeinflußt. Insbes. stört dieser Restsauerstoffgehalt auch bei einer nachträglichen
Verdichtung der Vorformlinge nicht. Wenn es sich darum handelt, aus einem Vorformling Sinterformteile mit mehreren Querschnittssektionen
herzustellen, so empfiehlt die Erfindung, die Mischung aus dem Ausgangspulver und dem Kunstharzbinder in eine
Grünformlingsform einzubringen, die dem Sinterformteil entsprechende
Querschnittssektionen aufweist, um danach aus dem entsprechenden Vorformling das Sinterformteil ohne Stoffübertritt
zwischen den Querschnittssektionen zu formen.
Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen,' daß erfindungsgemäß ohne Schwierigkeiten Vorformlinge und Sinterformteile hergestellt
werden können, die sich durch große Homogenität der physikalischen Parameter auszeichnen, und zwar auch dann, wenn es sich um die
Herstellung von Vorformlingen bzw. Sinterformteilen,mit mehreren
Querschnittssektionen handelt. Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, daß das erfindungsgemäße Verfahren praktisch mit jedem
Ausgangspulver und insbes. mit Rohpulver verwirklicht werden kann, wie es bei der Pulverherstellung anfällt. Das erfindungsgemäße
Verfahren ermöglicht es also, auf die bisher bei der Herstellung von Sinterformteilen häufig eingesetzten aufwendigen Maßnahmen
der Pulveraufbereitung zu verzichten. Es genügt praktisch eine Entfernung von Teilchen mit einer Größe von 600 ^um und mehr durch
Absieben. Der gesamte Rest der Pulvercharge wie sie bei der Herstellung von Metallpulver für sintermetallürgische Zwecke u. dgl.
anfällt, einschließlich des vorwiegend als Oxid anfallenden Staubes aus den Entstaubungsanlagen kann im Rahmen des erfindungsgemäßen
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Verfahrens für die Herstellung von Sinterformteilen verwendet werden. Ohne weiteres kann aber auch mit aufbereiteten Pulvern
gearbeitet werden. Dem Pulver können vor der Verarbeitung Legierungselemente in Form von Metallpulvern, Vorlegierungspulyern oder
aber'Metallverbindungen wie Oxide, Sulfide, Carbonate und auch
natürliche Mineralien beigemischt werden. Selbst Stäube und Schlämme, die als Abfallstoffe bei der Metallgewinnung und Verarbeitung
anfallen, können, sofern sie überwiegend aus Metall bestehen f entweder allein oder als Zümischung zu den vorerwähnten
Metallpulvern im Rahmen der Erfindung verarbeitet werden. Immer erreicht man, daß in der Grünformlingsform ein Grünformling entsteht,
der in jedem Volumenelement und in jeder Querschnittssektion die gewünschte Pulvermenge besitzt. Die Grünformlingsform
kann sehr einfach aufgebaut werden, weil ihre Füllung im Rahmen der Erfindung drucklos oder nur mit mäßigem Druck erfolgt. Eine
Unterteilung der Grünformlingsform durch Stempel und Segmente
ist im allgemeinen verzichtbar. Der Vorformling besitzt eine so hohe Festigkeit, daß bei einer weiteren Verdichtung des Vorformlings
ein Materialübertritt von einer Querschnittssektion in die andere ohne Schwierigkeit vermieden werden kann. Dabei kann
die Verdichtung des Vorformlings zum Sinterformteil auf verschiedene
Weise erfolgen, und zwar, wie bereits erwähnt, sowohl als Warmverdichtung als auch als Kaltverdichtung. Von besonderer Bedeutung
ist die Tatsache, daß auch eine Kaltverdichtung möglich ist. Die kann z. B. als Kaltpressen mit einem oder mit mehreren
Preßschritten durchgeführt werden. Im übrigen kann die sog. koaxiale Verdichtungstechnik angewendet werden, wie sie in der
pulvermetallurgischen Formgebungstechnik üblich ist, wobei ein Materialfluß senkrecht zur Preßrichtung bei Verwendung erfindungs-
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gemäßer Vorformlinge praktisch nicht stattfindet. Auch die an sich bekannte Maßnahme des isostatischen Pressens kann eingesetzt
werden. Beim Verdichten können, wie in der pulvermetallurgischen Formgebung üblich, auch gummielastische Werkzeugelemente
eingesetzt werden. Soweit eine Nachverdichtung bei erhöhter
Temperatur erfolgt, empfiehlt es sich, ein geschlossenes Werkzeug zu benutzen, wobei erreichbar ist, daß sich ein Grat an Werkzeugfugen
nicht ergibt.
Die Maschinen, die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden, sind Maschinen des Typs, der im Gießereiwesen
als Kernformmaschinen üblich ist. Insbes. können Kernblasmaschinen im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens arbeiten. Gegenstand
der Erfindung ist auch die Verwendung einer solchen Maschine für den angegebenen Zweck. Bei einer Kernblasmaschine wird das Füllen
einer sog. Kernbüchse und das Verdichten des mit dem Gießerei-Formsandbinder versetzten Kernsandes mit Hilfe eines Druckluftsandgemisches
erreicht. Die Kernbüchse wird mit der Einblasöffnung nach oben durch eine auf einem Tisch angeordnete, mechanisch oder
pneumatisch betätigte Einspannvorrichtung festgeklemmt. Durch ein Anheben des Arbeitstisches mit Hilfe eines im Maschinenständer
eingebauten Hubzylinders wird die -Kernbüchse gegen die den Sandbehälter nach unten abschließende Düsenplatte mit einer oder
mehreren Blasöffnungen gepreßt. Der Sandbehälter wird ständig durch
seitliche Lufteintritte mit Druckluft von 5 bis. 7 atü beaufschlagt.
Ein Rührwerk sorgt für die Ausbildung eines Druckluft-Sandgemisches,
bei dem im Idealfall jedes einzelne Sandkorn mit Druckluft umgeben ist. Im Augenblick des Ausblasens reißt die Druckluft den
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Sand durch die Blasöffnung in die Kernbüchse, wo er sich aufgrund seiner kinetischen Energie und unter dem Preßluftdruck verdichtet.
Da beim Blasvorgang die Druckluft aus der Kernbüchse
entweichen muß, sind in ihr besondere Entlüftungsöffnungen und Entlüftungskanäle angebracht. Arbeitet man mit einer Maschine
dieses Typs im Rahmen der Erfindung, so ist anstelle der Kernbüchse die Grünformlingsform einzusetzen bzw. die Kernbüchse entsprechend
auszubilden, - und die Mischung aus Kernsand und Kunstharzbinder wird durch die Mischung aus Ausgangsmetallpulver und
Kunstharzbinder ersetzt. Eine Kernschießmaschine ähnelt in ihrem äußeren Aufbau der beschriebenen Kernblasmaschine mit Maschinenständer,
durch Hubzylinder verstellbarem Maschinentisch, Düsenplatte und Sandvorratsbehälter. Das Füllen der Kernbüchse und
das Verdichten des Kernsandes geschieht auf folgende Weise: Eine vorgegebene Preßluftmenge strömt mit einem Nenndruck von 6 bis 8
atü in einen mit Sand gefüllten geschlitzten Zylinder, entspannt sich darin und wirkt schußartig auf die Sandsäule. Der Sand erhält
dadurch eine hohe Geschwindigkeit, die ausreicht, ihn in eine unter dem Sandzylinder zwischen Maschinentisch und Düsenplatte eingespannte
Kernbüchse zu schießen. Der Kern erhält dadurch eine große Festigkeit, ohne daß die Kernbüchse unter Preßluftdruck steht.
Nach dem Schießvorgang strömt die überschüssige Luft durch den geschlitzten
Zylinder, lockert die darin verbliebene Sandsäule selbsttätig ohne Rührwerk auf und entweicht anschließend durch ein
Überströmventil. Aus der Kernbüchse muß die atmosphärische Luft beim Schießen abgeführt werden, so daß in den meisten Fällen auf
besondere Entlüftungsöffnungen und Entlüftungskanäle verzichtet werden kann, zumal sich im Schießkopf Düsen befinden, die ein Abströmen
der Luft nach oben ermöglichen. Das alles kann im Rahmen
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der Erfindung ohne weiteres für die Herstellung des Grünformlinge
verwendet werden, wobei auch hier anstelle des Sandes das in der beschriebenen Weise mit dem Kunstharzbinder vermischte Ausgangspulver
eingesetzt und die Kernbüchse zur Grünformlingsform ausgebildet bzw. eingesetzt wird. Auch die Verwendung einer solchen
Kernschießmaschine für den angegebenen Zweck ist Gegenstand der Erfindung. - Es versteht sich von selbst, daß die Lehre der Er-'""
findung auch mit Maschinen verwirklicht werden kann, die zwar funktionell nach dem Prinzip von Kernformmaschinen arbeiten,
konstruktiv aber anders als oben beschrieben gestaltet sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen ausführlicher erläutert.
Ausführungsbeispiel 1;
Eine Kolbenstoßstange für einen PKW-Stoßdämpfer sollte als Sinterformteil
hergestellt werden. Zur Herstellung des Grünformlings wurde Roheisen-Pulver mit 2 % Cu-Pulver und 1 % Phenolharz ge-
^, mischt. Die Mischung wurde auf einer Kernschießmaschine zum Grünformling
verarbeitet, der entsprechend .des Verhältnisses der Dichte des Grünformlings zur Dichte des Ventilteiles axial verzerrt
war.
Dieser Grünformling wurde anschließend bei 950 0C, 1 h, NH_ Spaltgas
reduziert. Der so erhaltene weitgehend oxidfreie Vorformling wurde danach in einem Preßwerkzeug auf einer Dichte von 6,8 g/cm
verpreßt. Dabei wurde zugleich eine Ringnut für die Aufnahme eines
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Dichtungsrings angepreßt und damit am Teil in Preßrichtung ein zusätzliches Profil angebracht. Jm Anschluß an das Pressen wurde
das Teil, bei 1120 0C in einem Bandofen noch einmal gesintert,
Nachdem das so erhaltene Teil kalibriert worden war, konnten alle geforderten Toleranzen mit Sicherheit eingehalten werden. Zur
Festigkeitsprüfung des Teiles wurde eine Abdrückprobe ausgeführt. Das Teil konnte überall die verlangten 250 kN aufnehmen.
Ausführungsbeispiel 2;
Ein Stoßring für eine LKW-Hinterachse sollte als Sinterformteil
hergestellt werden. Zur Herstellung des Grünformlings wurde Roheisenpulver
mit 15 % Graugußpulver, 2 % Cu-PuIver und 1 % Phenolharz
gemischt und anschließend auf einer Kernformmaschine zu
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einem Grünformling der Dichte 3,8 g/cm verarbeitet. Anschließend wurde der Grünformling bei 950 0C, ΝΗ,,-Spaltgas, 1 h reduziert. Der Kohlenstoffgehalt betrug nach der Reduktion noch 0,6 %. Der reduzierte Vorformling wurde in einem Preßwerkzeug auf eine Dichte von 7,0 g/cm verdichtet. Dabei ergab sich eine ausgezeichnete homogene Dichteverteilung. Der Preßling wurde konventionell bei 1120 0C im Eandofen noch einmal gesintert und anschließend kalibriert. Das Fertigteil besaß das geforderte perlitische Gefüge und wies eine Brinellhärte von HB 160 auf.
einem Grünformling der Dichte 3,8 g/cm verarbeitet. Anschließend wurde der Grünformling bei 950 0C, ΝΗ,,-Spaltgas, 1 h reduziert. Der Kohlenstoffgehalt betrug nach der Reduktion noch 0,6 %. Der reduzierte Vorformling wurde in einem Preßwerkzeug auf eine Dichte von 7,0 g/cm verdichtet. Dabei ergab sich eine ausgezeichnete homogene Dichteverteilung. Der Preßling wurde konventionell bei 1120 0C im Eandofen noch einmal gesintert und anschließend kalibriert. Das Fertigteil besaß das geforderte perlitische Gefüge und wies eine Brinellhärte von HB 160 auf.
Ausführungsbeispiel 3:
Eine Lagerbuchse mit Flansch sollte als Sinterformteil hergestellt
werden. Zur Herstellung des Grünformlings wurde kohlenstoff-freies
Eisenpulver mit 1 % Phenolharz gemischt und anschließend auf einer
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Kernschießmaschine verarbeitet. Der so erhaltene. Grünformling wurde bei 950 °C, NH.,-Spaltgas, 1 h geglüht. Anschließend wurde
der Vorformling in einem entsprechend abgestimmten Werkzeug so verpreßt, daß die Dichte im Schaft 6,5 g/cm , im. Flansch aber
7f1 g/cm betrug. Der Preßling wurde anschließend konventionell
bei 128O 0C im Hubbalkenofen noch einmal gesintert. Die Brinellhärte
in der Lagerbuchse lag bei HB 45. Im Flansch wurde eine Brinellhärte von HB 66 gemessen.
Ausführungsbeispiel 4; ·
Es sollte ein Fadenführer für eine Spinnmaschine, als Sinterformteil
hergestellt werden. Ein solcher Fadenführer ist in erster Näherung ein kreiszylindrisches Bauteil mit mehr oder weniger
wendeiförmigen Nuten. Es ist nach konventionellen Methoden der Pulvermetallurgie nicht herstellbar. Für seine Fertigung nach dem
Verfahren gemäß der Erfindung wurde wie folgt vorgegangen: Für die Innenkontur wurde nach den konventionellen Methoden der
Gießereiindustrie ein Sandkern hergestellt. Dieser Sandkern wurde auf einer Kernschießmaschine mit einer Mischung aus Roheisenpulver
mit Zusatz von 25 % Graugußpulver und 1 % Phenolharz ummantelt.
Dabei entsprachen die Außenkonturen genau dem Fertigteil, während die Wandstärke entsprechend dem Füllfaktor dicker war.
Dieser Grünformling wurde bei 950 0C NH3-SpHltgas 1 h reduziert, wobei
gleichzeitig der Zusammenhalt des Sandkorns verloren ging,
so daß anschließend allein der reduzierte Vorformling aus Eisenpulver erhalten wurde. Dieser Vorformling wurde'an der Außenkontur
mit einer entsprechend geteilten Stahlmatritze umschlossen und
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innen mit einem Silikonfilm überzogen. Der so eingeschlossene Vorformling
wurde anschließend in einer isostatisch arbeitenden Presse'verpreßt, wobei - entsprechend der Ummantelung mit Stahl
außen und Silikon innen - der Preßdrück nur an der Innenkontur wirksam wurde. Der Außer kontur des verpreßten Teils entsprach daher
genau den Anforderungen des Fertigteils. Die Dichte des Preßlings betrug bei einem Preßdruck von 6000 bar ca. 7,2 g/cm . Der Preßling
wurde anschließend in einem Tiegelofen bei 1200 0C noch einmal
gesintert. Der Werkstoff wies das gewünschte ferritischperlitische
Gefüge auf.
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Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung eines metallischen Sinterformteils
aus einem feinkörnigen Ausgangspulver,
wobei das Ausgangspulver mit einem organischen Binder gemischt, die schüttfähige Mischung in
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. eine Grünformlirigsform eingebracht sowie in
dieser zu einem Grünformling verdichtet wird,
wobei ferner der Grünformling zu einem Vorformling gesintert
wird, welcher Vorformling durch Pressen und/oder Schmieden zum Sinterformteil formbar oder unmittelbar als Sinterformteil einsetzbar
ist, dadurch gekennzeichnet, daß als organischer Binder ein Kunstharzbinder verwendet wird, daß
die Mischung in einer Formmaschine vom Typ einer.Kernformmaschine,
welche die Grünformlingsform als Kernform aufweist, zum Grünformling
geformt wird, und doß endlich der Grünformling formfrei zum
Vorformling gesintert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als organischer Binder ein Gießereiformsand-Binder auf Kunstharzbasis
eingesetzt wird.
3. Verfahren nach einem eier Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als organischer Binder ein Phenolharzbinder eingesetzt wird, und zwar in einer Menge von unter 10 Gew.%, vorzugsweise
von etwa 1 Gew.%.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in der Ausführungsform mit unreduziertem Metallpulver als Ausgangspulver, dadurch
gekennzeichnet, daß der Grünformling in reduzierender Atmosphäre
gesintert und dabei reduziert wird.
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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4 in, der Ausführungsform, bei der aus dem Vorformling durch Verdichten Sinterformteile
mit mehreren Querschnittssektionen hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in eine Grünformlingsform
eingebracht wird, die dem Sinterformteil entsprechende Querschnitts1
Sektionen aufweist, und daß aus dem entsprechenden Vorformling das Sinterformteil ohne Stoffübertritt zwischen den Querschnittssektionen geformt wird.
6. Verwendung einer Maschine vom Typ einer Kernblasmaschine für
die Herstellung des Grünformlings im Rahmen der Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
7. Verwendung einer Maschine vom Typ einer Kernschießmaschine für die Herstellung des Grünformlings im Rahmen der Durchführung
des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5.
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Priority Applications (20)
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