DE3338367C1

DE3338367C1 - Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Rohren sowie danach hergestellte Rohrbolzen(Halbfabrikate)

Info

Publication number: DE3338367C1
Application number: DE3338367A
Authority: DE
Inventors: Claes Torshälla Tornberg; Christer ÅSLUND
Original assignee: Nyby Uddeholm Powder AB
Current assignee: Nyby Uddeholm Powder AB
Priority date: 1983-10-21
Filing date: 1983-10-21
Publication date: 1985-09-26
Also published as: KR890003494A; EP0141349B1; ES536956A0; KR890004603B1; JPH0515763B2; ES8600986A1; EP0141349A1; KR890004604B1; JPS60169504A; DE3466656D1; CA1228707A; KR850004036A; BR8405321A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Rohren, bei dem Pulver aus Metall und/oder Metall-Legierungen in eine dünnwandige Kapsel, bestehend aus Innenrohrmantel und Außenrohrmantel sowie einem Boden eingefüllt, die Kapsel anschließend an ihrer dem Boden gegenüberliegenden Seite mit einem ringförmigen Deckel verschlossen und einem kaltisostatischen Druck ausgesetzt wird, wodurch eine Verdichtung bzw. Verpressung des Pulvers innerhalb der Kapsel erfolgt, so daß ein fester bzw. formbeständiger Rohrbolzen entsteht, der dann warmstranggepreßt wird.

Ein derartiges Verfahren ist allgemein bekannt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß sehr häufig vor allem am Innenrohr wärmespannungs-bedingte Risse auftreten, und zwar insbesondere an den beiden stirnseitigen Endbereichen, d. h. nahe dem Kapselboden und/oder Kapseldeckel. Die Risse können sich über den gesamten Umfang des Innenrohres bzw. Innenrohrmantels erstrecken oder nur über einen Teil desselben. Dies hängt von dem Ausmaß der Wärmespannungen ab.

Es wurde festgestellt, daß die erwähnte Rißbildung ihre Ursache in einer ungleichmäßigen Erwärmung der Rohr-Kapsel auf die Warmbearbeitungstemperatur hat. Eine solche ungleichmäßige Erwärmung tritt insbesondere dann auf, wenn in großen Öfen und mit relativ großen Rohrbolzen gearbeitet wird. Man stellte beispielsweise fest, daß die Wärmespannungen zu Dehnungen insbesondere des Innenrohres führen können, die in der Größenordnung von 0,5 bis 1% der Länge des Rohr

bolzens liegen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine derartige Rißbildung bei Erwärmung des Rohrbolzens auf die Warmbearbeitungstemperatur zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in überraschend einfacher Weise durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Patentanspruches 1 gelöst, wobei die in den Unteransprüchen beschriebenen Maßnahmen und Merkmale sich als besonders vorteilhaft herausgestellt

ίο haben.

Durch die erfindungsgemäße Ausbuchtung können Wärmespannungen kompensiert werden, wenn die Ausbuchtung bzw. Ausbuchtungen an den Stellen maximaler Wärmespannungen, also vorzugsweise an den stirnseitigen Endbereichen des Innenrohres ausgebildet werden.

Die Größe der erfindungsgemäßen Ausbuchtung bzw. Ausbuchtungen hängt von der Abmessung des Rohrbolzens und natürlich der Warmbearbeitungstemperatur ab. Die Ausbuchtung bzw. Ausbuchtungen müssen so bemessen sein, daß sich das Innenrohr bei Erwärmung des Rohrbolzens auf die Warmbearbeitungstemperatur praktisch vollständig glättet. Die durch die Temperaturunterschiede bedingten Innenrohrdehnungen d können von vornherein berechnet werden auf der Basis der nachstehenden Gleichung:

wobei

AT die Temperaturänderung (in ° C),

/ die Länge des Rohrbolzens (in mm) und

oc der Wärmeausdehnungskoeffizient bedeuten.

Die Ausbuchtungen erstrecken sich radial nach außen und werden mittels Rollen eingeformt, wobei sowohl Patrizen als auch Matrizen zur Anwendung gelangen können.

Von ganz wesentlicher Bedeutung ist, daß die Ausbuchtungen eine flach verlaufende Form haben. Der Querschnitt der Ausbuchtung ist also etwa muldenförmig, wobei die Übergangsradien etwa in der Größenordnung des Radius des Innenrohres liegen. Die Ausbildung von Falten muß auf jeden Fall vermieden werden.
Wie dargelegt, erlauben die erfindungsgemäßen Ausbuchtungen eine problemlose Streckung des Innenrohres bei Erwärmung des Rohrbolzens auf die Strangpreßtemperatur, so daß eine Glättung des Innenrohres stattfindet.

Bei besonders großen Rohrbolzen ist es zweckmäßig, vor der Ausbildung der Ausbuchtungen die entsprechenden Stellen zu glühen und von der entstandenen Oxidschicht zu befreien.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten und verwendeten Rohrbolzens anhand der Zeichnung kurz erläutert. Diese zeigt einen Rohrbolzen vor dem Warmstrangpressen im Querschnitt. Dabei bedeuten

10 Rohrbolzen,

11 Kapselaußenrohr,

12 konzentrisch zum Kapselaußenrohr angeordnetes Kapselinnenrohr,

13 ringförmiger Kapselboden und
14 ringförmiger Kapseldeckel.

Bei etwas länger und größer dimensionierten Rohr-

kapseln 10 können an den stirnseitigen Enden jeweils zwei oder mehr sich über den Umfang des Innenrohres 12 erstreckende Ausbuchtungen entsprechend den Ausbuchtungen 15,16 angeordnet sein. Wie die anliegende Zeichnung noch erkennen läßt, verlaufen die Ausbuchtungen 15,16 im Querschnitt relativ flach, d. h. die Übergangsradien sind relativ groß und bewegen sich in der Größenordnung des Radius des Innenrohres 12.

Der auf Strangpreßtemperatur erwärmte Rohrbolzen 10 mit geglättetem Innenrohr 12 kann dann in herkömmlicher Weise zu dem endgültigen Rohr stranggepreßt werden.

Die Tiefe und die Übergangsradien n, r% und r$ hängen sowohl von der Abmessung des Rohrbolzens 10, des verwendeten Pulvers, des Materials von Innenrohr 12 und Außenrohr 11 sowie der Strangpreß temperatur ab. Vorzugsweise ist der Sohlen-Radius Ti etwa doppelt so groß wie die Übergangsradien η und & im Übergangsbereich zwischen Ausbuchtung und Innenrohr.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Rohren, bei dem Pulver aus Metall und/ oder Metall-Legierungen in eine dünnwandige Kapsel bestehend aus Innenrohrmantel und Außenrohrmantel sowie einem Boden eingefüllt, die Kapsel anschließend an ihrer dem Boden gegenüberliegenden Seite mit einem ringförmigen Deckel verschlossen und einem kaltisostatischen Druck zur Herstellung eines Rohrbolzens ausgesetzt wird, der dann warmstranggepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Innenrohr vor dem Warmstrangpressen an mindestens einem stirnseitigen Endbereich wenigstens eine sich über den Umfang erstreckende Ausbuchtung eingeformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden stirnseitigen Endbereichen des Innenrohres jeweils wenigstens eine sich über den Umfang erstreckende Ausbuchtung eingeformt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrbolzen vor Ausbildung der Ausbuchtung bzw. Ausbuchtungen zumindest im Bereich derselben geglüht und anschließend die entstandene Oxidschicht entfernt wird.

4. Rohrbolzen, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbuchtungen (15,16) relativ große Übergangsradien (n, ^, r$) aufweisen, so daß die Ausbuchtungen (15,16) einen relativ flach verlaufenden Querschnitt besitzen.