DE3701657C2 - Vorrichtung und Verfahren zum Warmschmieden von zylindrischen Vorformen aus Metallpulver mit kleiner innerer Bohrung - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Warmschmieden von zylindrischen Vorformen aus Metallpulver mit kleiner innerer BohrungInfo
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Description
Ganz allgemein bezieht sich die Erfindung auf das Warmschmieden
von Metallteilen auf vorbestimmte Abmessungen.
Insbesondere bezieht sich jedoch die Erfindung auf eine
neue und verbesserte Schmiedevorrichtung sowie
ein Verfahren, um Metallgegenstände mit einer kleinen inneren Bohrung
auszuschmieden, wobei die innere Kernstange
der Schmiedevorrichtung, die die kleine innere Bohrung des
Metallgegenstandes herstellt, während des Warmschmiedens
thermisch und in ihren Abmessungen stabil erhalten wird.
Derzeit verwendete Schmiedevorrichtungen
weisen eine kompakte Kernstange auf, um eine Bohrung in
zylindrischen Metallgegenständen,
wie Buchsen, Laufringen von Wälzlagern, Getrieberädern
und dergl. auszuformen. Eine solche Vorrichtung
enthält typischerweise ein Gesenk, das die sich axial erstreckende
äußere Oberfläche eines zylindrischen Metallteiles
aus Metallpulver ausbildet, einen oberen und
einen unteren Stempel, die die Endflächen des Teiles bestimmen
und die zylindrische Kernstange, die
in einem der Stempel geführt ist
und die Bohrung im Metallteil herstellt. Das Gesenk und
die Kernstange sind im allgemeinen ortsfest angeordnet,
während der untere Stempel als Auswerfer am Ende des
Schmiedehubes dient; der obere Stempel ist in einer hydraulischen
oder mechanischen Presse befestigt und verschiebt das
Metall beim Schmiedehub. Der obere Stempel weist
üblicherweise eine Bohrung zur Aufnahme des oberen Teiles
der Kernstange am Ende des Schmiedehubes auf. Eine solche
Vorrichtung ist in der US-PS 37 61 257 beschrieben, die
der Anmelderin übertragen wurde
und es ist daraus ersichtlich, daß die innere Kernstange
hier massiv und keine Maßnahme zur Kühlung vorgesehen
ist. Eine solche Vorrichtung ist zum Ausschmieden von
Teilen mit einer Bohrung mit verhältnismäßig großem
Durchmesser in der Größenordnung von etwa 100 mm oder mehr
sehr gut geeignet. Eine solche Kernstange ist normalerweise
dick genug, daß sich jede Wärmestauung in dem beim Schmieden
hergestellten Hohlraum ausreichend verteilen kann. Das
thermische und damit das physikalische Gleichgewicht
und die Einhaltung der Abmessungen des Kerns werden
also aufrechterhalten. Eine solche Schmiedevorrichtung war
jedoch bisher zum Schmieden von Warmschmiedeteilen mit
einer kleineren Bohrung, insbesondere solchen mit 36 mm ⌀
oder weniger ungeeignet. Bei solchen dünnen Bohrungen
führt die durch die dünne Kernstange aufzunehmende Wärme
dazu, daß die Kernstange thermisch überlastet und die Einhaltung
ihrer Abmessungen gefährdet wird. Die hohe Temperatur
verursacht überhöhte thermische Beanspruchungen und
führt zu vorzeitigem Ausfall der Kernstange. Die erhöhte
thermische Ausdehnung der Kernstange verhindert auch die
Aufrechterhaltung der Abmessungen der Bohrung
im ausgeschmiedeten Teil. Infolgedessen war es üblich,
beim Warmschmieden von solchen Teilen mit einer Bohrung mit
einem Durchmesser von 100 mm bis herab zu ca. 36 mm ⌀
eine Kühlflüssigkeit durch den Dorn hindurch zu leiten, um
das Gesenk auf einer gleichmäßigen Temperatur zu halten.
Dies bedeutet, daß die Temperatur der Kühlflüssigkeit für
Teile mit kleineren Bohrungen bei ca. 65°C und
für Teile mit größeren Bohrungen bei ca. 232°C
gehalten wird, wobei sie so schnell durch den Dorn zirkuliert,
daß sie die Wärme abführen kann und anschließend in einem
Wärmetauscher auf die Eingangstemperatur heruntergekühlt
wird. In ähnlicher Weise ist es bekannt, die Kernstange
in der in der US-PS 29 50 816 beschriebenen Weise zu kühlen.
Eine solche Vorrichtung und deren Anwendung
ist jedoch für die vorliegende Anmeldung
ungeeignet, da eine einander abwechselnde Zirkulation von
Wasser und Luft durch den Dorn vorgesehen ist, um den
Dorn in einem vorbestimmten Temperaturbereich von 249°C
bis 593°C zu halten. Keine dieser bekannten
Lehren erscheinen geeignet, um die Temperatur der Kernstange,
wenn Teile mit einer Bohrung von 36 mm ⌀ oder weniger,
insbesondere von etwa 18 mm ⌀ oder weniger geschmiedet
werden, aufrecht zu erhalten. Die vorliegende Erfindung ist
insbesondere auf das Schmieden solcher Teile bei hohen
Stückzahlen von etwa 500 Teilen pro Stunde gerichtet.
Die Erfindung besteht, kurz beschrieben, in einer Vorrichtung
und einem Verfahren zum Warmschmieden einer zylindrischen
Vorform aus Metallpulver in einer Schmiedepresse bis zu
einer im wesentlichen theoretischen Dichte und dabei Herstellung
eines Metallteils aus Pulvermetall mit einer kleinen
inneren Bohrung in einer Größenordnung von weniger als 36 mm ⌀,
wobei diese Bohrung über zumindest einen Teil ihrer Länge
keilverzahnt sein kann und wobei die diese Bohrung bildende
Kernstange so ausgebildet ist, daß sie einen kontinuierlichen
Durchfluß einer verdampfbaren Kühlflüssigkeit zu dem das
Metall verformenden Teil der Kernstange erlaubt und die eintretende
Kühlflüssigkeit thermisch so isoliert ist, daß sie
so lange im wesentlichen unverdampft bleibt, bis sie in die
Kühlkammer der Kernstange austritt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, im kontinuierlichen
Fertigungszyklus Teile aus Metallpulver durch
Warmschmieden herzustellen, die eine innere Bohrung von
verhältnismäßig kleinem Durchmesser aufweisen.
Dabei soll die Temperatur der Kernstange der Formpresse bei
Herstellung der Bohrung des warmgeschmiedeten Teiles weitgehend
konstant gehalten werden.
Diese Aufgabe wird hintsichtlich der Vorrichtung durch die im kennzeichnenden Teil des
Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.
Weiterbildungen der Vorrichtung sind den Ansprüche 2 bis 7
zu entnehmen.
Die erfindungsgemäß Lösung hinsichtlich des Verfahrens enthält der
Anspruch 8.
Ausgestaltungen des Verfahrens enthalten die Ansprüche 9 bis 11.
Unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung
anhand eines Ausführungsbeispiels im einzelnen
beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß warm
geschmiedeten inneren Ritzels aus Metallpulver;
Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch das Ritzel;
Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch eine Warm
schmiedepresse zu Beginn eines
Warmschmiedepressvorgangs
entsprechend der Erfindung;
Fig. 4 einen vertikalen zentralen Schnitt durch die
gleiche Presse wie in Fig. 3, jedoch am
Ende des Warmschmiedevorgangs;
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie
5-5 in Fig. 4;
Fig. 6 eine Schnittansicht entlang der Linie
6-6 in Fig. 4.
In den Fig. 1 und 2 ist ein kompliziertes warmgeschmiedetes
Teil 1 gezeigt. Das gezeigte Ritzel ist eine Hauptkomponente
eines automatischen Getriebes und zwar des Verriegelungs
mechanismus des Drehkraftwandlers für ein automatisches
leichtes Fahrzeug. Der Vorteil des vorliegenden Herstellungs
verfahrens ist es, daß viele dieser komplizierten
Formen durch Warmschmieden mit Fertigmaß hergestellt
werden können und keine Nacharbeit auf Werkzeugmaschinen
benötigen. Die wesentlichen durch das Schmieden hergestellten
Formteile umfassen die äußere Nockenfläche 2, die äußere
Keilverzahnung 4 und die inneren Keilverzahnungen 6 und 8.
Die wesentlichen maschinellen Nacharbeiten nach dem Schmieden
bestehen in zwei Ringnuten 10, die in Fig. 2 in gestrichelten
Linien gezeigt sind, und in den verschiedenen Endflächen
12, 14, 16, 18 und 20.
Das Ritzel aus Metallpulver (s. Fig. 1 bzw. 2) weist
die folgenden physikalischen und metallurigschen Eigenschaften
auf, die in der nachfolgenden Tabelle I angegeben
sind.
Material: H 4662 Metallpulver
Dichte: 7,62 g/cm3
Wärmebehandlg.: in Öl abgeschreckt und anschließend bei einer Temperatur von mindestens 148,8°C eine Stunde lang angelassen
Härte: Mindestens 58 Rc
Teilkreisdurchmesser - innere Keilverzahnung 6: 18.0000 mm
Teilkreisdurchmesser - innere Keilverzahnung 8: 25,5000 mm
Teilkreisdurchmesser - äußere Keilverzahnung 4: 41,4480 mm
Durchmesser des Nockenteils 2: 56,7940 mm (Maximal)
Gesamtlänge: 35,43 mm
Dichte: 7,62 g/cm3
Wärmebehandlg.: in Öl abgeschreckt und anschließend bei einer Temperatur von mindestens 148,8°C eine Stunde lang angelassen
Härte: Mindestens 58 Rc
Teilkreisdurchmesser - innere Keilverzahnung 6: 18.0000 mm
Teilkreisdurchmesser - innere Keilverzahnung 8: 25,5000 mm
Teilkreisdurchmesser - äußere Keilverzahnung 4: 41,4480 mm
Durchmesser des Nockenteils 2: 56,7940 mm (Maximal)
Gesamtlänge: 35,43 mm
Es ist erkennbar, daß die innere Keilverzahnung 8 der
Bohrung einen Teilkreisdurchmesser von 18 mm aufweist;
der Kopfkreisdurchmesser der Keilverzahnung beträgt
etwa 12 mm und die Kernstange weist also einen ungewöhnlich
kleinen Durchmesser auf.
In Fig. 3 sind die Einzelheiten der Schmiedevorrichtung
gezeigt, einschließlich der üblichen konventionellen
Teile von Warmschmiedevorrichtungen, wie das Gesenk 20 mit
einer darin vorgesehenen Ausnehmung 22, einem unteren Gesenkschuh
24, einem Kernstangenaufbau 26, einem unteren Stempel
28, der den Kernstangenaufbau konzentrisch umfaßt und der
gegenüber dem Kernstangenaufbau 26 in einem Zylinder 30
auf und ab bewegbar ist. Das Gesenk 20, der untere Stempel
28 und der Kernstangenaufbau 26 befinden sich zusammen in
der Ausnehmung 22. Der untere Stempel 28 kann am Ende des
Schmiedehubes durch einen mechanisch bewegten Auswerfstift
29, der gleitbar im unteren Gesenkschuh 24 aufgenommen wird,
betätigt werden. Eine zylindrisch geformte Vorform 32 aus
Metallpulver wird in die Ausnehmung eingesetzt. Der obere
Stempel 34 schließt die Ausnehmung 22 des Gesenks ab und
formt damit das herzustellende Schmiedeteil, wenn er im
Kontakt mit der Vorform aus Metallpulver beim Warmschmiedehub
nach unten bewegt wird. Der obere Stempel 34 weist eine
Bohrung 36 auf, die mit sehr enger Toleranz gleitbar im
obersten Teil des Kernstangenaufbaus aufgenommen wird.
Der obere Stempel 34 ist am oberen Preßstempel 38
mittels eines üblichen Halteringes 40 befestigt.
Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um das Gesenk 20 auf
einer konstanten Temperatur zu halten. Diese besteht aus
einer Kühlkammer 42 innerhalb des Gesenks 20, an die eine
Zuführungsleitung 44 und eine Auslaßleitung 46 angeschlossen
sind, die beide im unteren Gesenkschuh 24 ausgebildet sind. Geeignete nicht gezeigte Einrichtungen
sind vorgesehen, um ein konventionelles Kühlfluid durch
das Gesenk hindurch zirkulieren zu lassen, um das Gesenk
auf einer halbwegs konstanten Temperatur zu halten.
Es ist anzustreben,
daß die Temperatur des Gesenks auf etwa 260°C gehalten wird.
Das Gesenk und insbesondere der Teil
des Gesenks, durch den die Ausnehmung 22 geformt wird, sind
nur schematisch gezeigt. Es ist nicht ungewöhnlich,
die Form des Gesenks aus mehreren einzelnen Gesenkteilen
zusammenzusetzen. Eine solche Anordnung wird in der
US-PS 37 35 648 gezeigt.
Aus den Fig. 3 bzw. 4 ist ersichtlich, daß der Kernstangenaufbau
26 eine zylindrische Kernstange 50 aufweist, die
mittels Gewinde 52 mit dem Kernstangenheber 54 verbunden ist.
Der Kernstangenheber weist am unteren Ende einen Flansch
auf, der auf einem O-Ring 56 aufsitzt, der in einer Nut 58
angeordnet ist, um die gegeneinander anliegenden Oberflächen
gegen Leck-Kühlflüssigkeit abzudichten, wie später
beschrieben wird. Der Kernstangenheber 54 ist durch einen
unteren Stempelabstandhalter 60 in Form einer Ringscheibe,
die eine Serie von Maschinenschrauben 62 aufweist, fest
mit dem unteren Gesenkschuh 24 verbunden. Der Kernstangenheber
54 und die Kernstange 50 sind hohl ausgeführt und
umschließen eine axiale Bohrung 64, die sich über die
ganze Länge bis zum Ende 66 der Kernstange durch sie
hindurch erstreckt. Im Ende 66 der Kernstange 50 ist eine
Steueröffnung 68 vorgesehen, die die durch die Bohrung 64
in der Kernstange gebildete Kühlkammer 70 mit der Atmosphäre
verbindet (der Zweck wird später erklärt). Die Kühlkammer 70
in der Kernstange 50 weist eine Stufe in Form einer Ringschulter
72 auf, um den Zutritt eines Kühlrohres 74
und die genaue Dimensionierung des Teiles der Kühlkammer
zu ermöglichen, der beim Schmiedevorgang der hoher
thermischen Beanspruchung ausgesetzt ist. Dieser Teil 76
weist den kleineren Durchmesser auf. Es ist erkennbar,
daß das Kühlrohr 74 sich in den Teil mit größerem Durchmesser
der Bohrung 64 in die Kernstange hinein erstreckt,
jedoch kurz vor der Schulter 72 in genügendem Abstand
endet, so daß eine Eintrittskammer 78 gebildet wird.
Diese Eintrittskammer 78 muß ausreichend
groß ausgebildet sein, um den Druck des verdampften
Kühlfluids möglichst niedrig zu
halten. Die Steueröffnung 68 ist zum gleichen Zweck vorgesehen
und entsprechend dimensioniert. Die Steueröffnung
68 ist (i) klein genug ausgelegt, damit kein Kühlfluid
flüssig in die Atmosphäre gelangt und (ii) groß genug ist,
um zu verhindern, daß sich in der Kühlkammer 70 ein
Gasdruck aufbaut, der einen ausreichenden kontinuierlichen
Durchfluß des Kühlfluids zur Kühlkammer 70 hin verhindern
würde. Es muß stets ein ausreichender
Druck in der Kühlmittel-Rücklaufleitung 80 vorhanden sein,
der den Eintritt von Luft in das Kühlsystem sicher verhindert.
Jeder Druck oberhalb des Atmosphärendruckes
reicht aus. Diese Kühlkammer-Technik
erlaubt also, daß die Kühlkammer stets mit einem kontinuierlichen
Kühlmittelzufluß zur Verdampfung
versorgt wird, so daß ein maximaler Kühleffekt
erreicht wird. Zum gleichen Zweck
ist die Bohrung 64 im Verhältnis zum Kühlrohr 74 so ausgelegt,
daß die Kühlmittelrückführleitung 80 und das rückgeführte
verdampfte Gas das eintretende Kühlfluid auf
einer Temperatur unterhalb des Verdampfungspunktes halten,
bis es die Kühlkammer 78 erreicht. Im Idealfall
wird das Kühlsystem (Bohrung 64, Rohr 74, Kammern 70 und 78
und Öffnung 68) so ausgelegt, daß das Kühlfluid nur teilweise
in der Kühlkammer 70 verdampft und ein geringer
Anteil flüssig durch die Leitung 80 zum Gewindeende oder
dem unteren Ende der Kernstange 50 zurückkehrt und nicht
vorher durch die Wärme aus der Kernstange verdampft.
Eine solche Technik erbringt einen optimalen Effekt
zur Aufrechterhaltung der Flüssigphase des zugeführten
Kühlfluids vor dem Kühlrohr 74 in der Kühlkammer
78.
Das flüssige Kühlmedium wird der Kühlkammer 70 der Kernstange
50 von einer Kühlmedium-Druckquelle 82 über das
Durchflußsteuerventil 84 zugeführt. Ein bevorzugtes Kühlmedium
Stickstoff, der eine Verdampfungstemperatur
von -196°C hat. Er erzeugt daher in dem
Behälter 82 den ihm eigenen Druck, weswegen es
nur des Ventils 84 bedarf, um den
Durchfluß zu steuern. Sobald das Kühlmedium durch die
Leitung 80 ausgestoßen ist, kann es zur Atmosphäre abgelassen
oder an anderer Stelle im Schmiedeprozeß als
inertes Gas verwendet werden.
Die Verwendung der vorstehend beschriebenen Technik ermöglicht
es, die Kernstange auf einer gleichbleibenden
Temperatur von ca. 260°C zu halten.
Die restlichen Maßnahmen zur Durchführung des Verfahrens
zum Warmschmieden von Teilen aus Metallpulver sind nicht
Teil der vorliegenden Erfindung, ebensowenig wie die
Einzelheiten der Arbeitsweise der Schmiedepresse bis auf
die Kühlung des Kernstangenaufbaus. Es wird hierzu auf
die US-PS 40 02 471, einem Patent der Anmelderin
verwiesen, dessen Arbeits- und
Verfahrensparameter hier teilweise verwendet werden,
einschließlich der Abschreckung des Teiles 1 in Öl
unmittelbar im Anschluß an den Schmiedevorgang, um ein
durchgehärtetes Teil mit einer Härte von Rc 58 zu erhalten.
In Fig. 4 ist die Schmiedevorrichtung am unteren Ende des
Schmiedezyklus gezeigt, wobei sich der obere Stempel 34
am unteren Totpunkt seines Hubes in der Ausnehmung 22
befindet. Das verdampfte Kühlmittel strömt
durch die Steueröffnung 68 im Kopf der Kernstange 50 und
gelangt durch die Bohrung 36 im oberen Preßstempel 38 in
die Atmosphäre.
Die Fig. 5 zeigt eine Einzelheit des Gesenkteils, und zwar
so dargestellt, daß die komplizierte Form des geschmiedeten
Teils erkennbar ist. Es geht daraus insbesondere hervor,
daß der obere Stempel 34 und die Ausnehmung 22 entlang
ihrer entsprechenden Umfänge in engem Gleitkontakt
zueinander stehen und daß der obere Stempel 34 mit seiner
Außenfläche die Nockenfläche 2 umfaßt und die Ausnehmung
22 das Gegenbild einer solchen Nockenform einschließt.
In gleicher Weise wird bevorzugt, daß die Bohrung 36 des
oberen Stempels 34 keilverzahnt wird, so daß sie eng in
die auf der Kernstange 26 ausgebildete Keilverzahnung 8
eingreifen kann.
Die Anordnung einer Keilverzahnung in der Bohrung 36
des oberen Stempels 34 ist an sich nicht erforderlich,
jedoch verhindert die ineinandergreifende Ausbildung
des oberen Stempels bzw. der Kernstange das Entweichen
von Metall entlang der radialen Oberflächen
der Bohrung im oberen Stempel und erübrigt eine maschinelle
Bearbeitung zur Entfernung des Grates.
Aus Fig. 6 ist die konzentrische Anordnung des Kühlrohres
74 und der Bohrung 64 erkennbar.
Claims (11)
1. Vorrichtung zum Warmschmieden zur theoretisch vollen
Dichte von zylindrischen Vorformen aus Metallpulver mit
einer kleinen inneren Bohrung von weniger als 36 mm⌀,
die zumindest über einen Teil ihrer Länge
keilverzahnt sein kann, wobei,
- - ein erster Stempel (34) mit einer ersten Bohrung (36), die sich von einem Ende nach innen erstreckt, vorgesehen ist,
- - ein mit dem ersten Stempel (34) konzentrisches Gesenk teil (20) eine Ausnehmung (22) aufweist, die den ersten Stempel (34) aufnehmen kann,
- - ein Kernstangenaufbau (26) konzentrisch in der Gesenk ausnehmung (22) angeordnet ist, und von der dem Stempel (34) gegenüberliegenden Seite aus in die Ausnehmung (22) hineinragt und sich im wesentlichen über die ganze Länge der Gesenkausnehmung (22) erstreckt, und
- - ein zweiter Stempel (28) konzentrisch zu dem Kernstangen
aufbau (26) angeordnet ist, der mit dem Kernstangenauf
bau in Gleitkontakt steht und der zweite Stempel zu
sammen mit dem Kernstangenaufbau ein Ende der Ausnehmung
(22) in dem Gesenk (20) abschließt,
dadurch gekennzeichnet, daß, - - Einrichtungen für eine Zirkulation eines Fluids zur Steuerung der Temperatur des Gesenks vorgesehen sind, wobei ein thermisch leitendes Fluid durch ausgewählte Teile des Gesenks geleitet wird und daß
- - Kühleinrichtungen vorgesehen sind, um (i) eine verdampfbare Flüssigkeit konzentrisch durch den Kernstangenaufbau (26) bis zum Kopf (66) der Stange (50) innerhalb der Ausnehmung (22) zu leiten und (ii) zumindest eine teilweise Verdampfung der verdampfbaren Flüssigkeit herbeizuführen und (iii) einen Teil des Dampfes zur Atmosphäre abzuführen und (iv) den Rest des Dampfes und der verdampfbaren Flüssigkeit, falls solche verblieben ist, durch den Kern stangenaufbau (26) hindurch zurückzuführen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kernstangenaufbau (26) eine Kernstange (50) mit einer
hohlen, zylindrischen Kühlkammer (70) aufweist, die sich
von einem Ende des Stangenaufbaus (26) bis zu seinem
Kopf (66) durch seine ganze Länge hindurch erstreckt,
und im Kopf eine Steueröffnung (68) vorgesehen ist, durch
die ein Teil des Dampfes in die Atmosphäre
abführbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Kernstangenaufbau (26) außerdem einen Kernstangenheber
(54) aufweist, der mittels Gewinde (52) mit der
Kernstange (50) verbunden ist und eine sich axial
erstreckende Bohrung (64) aufweist, die mit der Kühl
kammer (70) verbunden ist und die Rücklaufleitung (80)
für das Kühlmittel bildet, wobei diese Kühleinrichtung
ein Kühlrohr (74) mit kleinerem Durchmesser als die
Rücklaufleitung (80) aufweist, das sich vom Äußeren der
Vorrichtung aus erstreckt, wobei das ankommende Kühl
fluid durch das Kühlrohr (74) hindurch leitbar ist
und durch das verdampfbare Kühlfluid thermisch
gegen die höhere Temperatur des Kernstangenaufbaus
isoliert ist, indem das verdampfbare Kühlfluid aus der
Kühlkammer durch die Kühlleitung (80) gedrückt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Auswerfstift (29) am zweiten Stempel (28) anliegt
und den zweiten Stempel (28) am Kernstangenaufbau (26)
entlang treibt und das fertige Schmiedeteil (1) am Ende
des Schmiedehubes der Vorrichtung aus der Gesenkaus
nehmung (22) austreibt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Schmiedehub der Vorrichtung die erste Bohrung (36)
im ersten Stempel (34) einen wesentlichen Teil der
Kernstange (50) einschließlich des Kopfes in Gleitführung
(66) aufnimmt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Stempel (34) der obere Stempel und der zweite
Stempel (28) der untere Stempel einer vertikal ausgerichteten
Schmiedevorrichtung ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die radial äußere Wand der Ausnehmung (22) eine darin eingeformte
Konfiguration aufweist.
8. Verfahren zum Warmschmieden zur theoretisch vollen
Dichte einer zylindrischen Vorform aus Metallpulver in
einer Schmiedepresse, um ein Bauteil aus Metallpulver
herzustellen, wobei das Bauteil eine kleine innere Bohrung
in der Größenordnung von weniger als 36 mm ⌀ aufweist und die
Schmiedepresse (i) einen ersten Stempel mit einer ersten
Bohrung aufweist, die sich von einem Ende des Stempels
nach innen erstreckt und (ii) ein Gesenk konzentrisch
zum ersten Stempel mit einer Gesenkausnehmung zur Auf
nahme des ersten Stempels vorgesehen ist,
wobei (iii) ein Kernstangen
aufbau konzentrisch von einem Ende, gegenüber dem ersten
Stempel in die Ausnehmung hinein reicht und sich im
wesentlichen durch die ganze Länge der Ausnehmung hindurch
erstreckt, sowie (iv) ein zweiter Stempel konzentrisch
mit dem Kernstangenaufbau und in Gleitkontakt mit dem
Kernstangenaufbau vorgesehen ist, der zusammen mit
dem Kernstangenaufbau das eine Ende der Gesenkausnehmung
abschließt,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine verdampf bare Kühlflüssigkeit von einer Kühlmittelquelle aus durch den Kernstangenaufbau hindurch umgewälzt wird;
das Kühlmittel dem Kernstangenaufbau in einer solchen Menge zugeführt wird, daß die Kernstange während einer Folge von Schmiedezyklen auf einer gleichmäßigen Temperatur von etwa 260°C gehalten wird und mindestens der größere Teil des Kühlmittels verdampft, während ein kleinerer Teil des verdampften Kühlmittels aus der Aus nehmung in die Atmosphäre abgeblasen wird und der verbleibende Rest des verdampften Kühlmittels zusammen mit noch flüssigem Kühlmittel durch den Kernstangenauf bau zurückgeführt wird.
daß eine verdampf bare Kühlflüssigkeit von einer Kühlmittelquelle aus durch den Kernstangenaufbau hindurch umgewälzt wird;
das Kühlmittel dem Kernstangenaufbau in einer solchen Menge zugeführt wird, daß die Kernstange während einer Folge von Schmiedezyklen auf einer gleichmäßigen Temperatur von etwa 260°C gehalten wird und mindestens der größere Teil des Kühlmittels verdampft, während ein kleinerer Teil des verdampften Kühlmittels aus der Aus nehmung in die Atmosphäre abgeblasen wird und der verbleibende Rest des verdampften Kühlmittels zusammen mit noch flüssigem Kühlmittel durch den Kernstangenauf bau zurückgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Rest des verdampften und des flüssigen Kühlmittels
bei der Rückführung durch den Kernstangenaufbau das
neu eintretende Kühlmittel gegen die Wärme des Kern
stangenaufbaus und des zweiten Stempels isoliert und
dadurch eine vorzeitige Verdampfung des eintretenden
Kühlmittels verhindert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
als Kühlmittel Stickstoff verwendet wird, der in der
Kühlmittelquelle bei einer konstanten Temperatur von -196°C
gehalten wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kühlmittel durch die gleiche Leitung im Kernstangen
aufbau von seiner Quelle zur Atmosphäre bzw. zurück
geführt wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/823,920 US4666665A (en) | 1986-01-30 | 1986-01-30 | Hot-forging small inner diameter powdered metal parts |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3701657A1 DE3701657A1 (de) | 1987-08-06 |
DE3701657C2 true DE3701657C2 (de) | 1994-10-27 |
Family
ID=25240121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3701657A Expired - Lifetime DE3701657C2 (de) | 1986-01-30 | 1987-01-21 | Vorrichtung und Verfahren zum Warmschmieden von zylindrischen Vorformen aus Metallpulver mit kleiner innerer Bohrung |
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---|---|
US (1) | US4666665A (de) |
JP (1) | JPH0629443B2 (de) |
CA (1) | CA1268644A (de) |
DE (1) | DE3701657C2 (de) |
SE (1) | SE462468B (de) |
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