DE3809737A1 - Verfahren zum herstellen von formteilen aus metallteilchen und daraus hergestelltes dichtungselement - Google Patents
Verfahren zum herstellen von formteilen aus metallteilchen und daraus hergestelltes dichtungselementInfo
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- C22C—ALLOYS
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- C22C32/0089—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with other, not previously mentioned inorganic compounds as the main non-metallic constituent, e.g. sulfides, glass
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Form
teilen aus Metallteilchen durch ein Formpressen und einem
anschließenden Sintern. Außerdem betrifft die Erfindung ein
Dichtungselement, das aus einem Sinterteil hergestellt ist.
Die Herstellung von Sinterteilen in der Pulvermetallurgie
aus Metallteilchen, im allgemeinen Metallpulver, ist seit
langem bekannt. Die hierzu verwendeten Metallteilchen werden
im kalten oder warmen Zustand formgepreßt und anschließend
gesintert. Sintern wird in reduzierender Atmosphäre bei Tem
peraturen, die in Höhe von 2/3 bis 4/5 des Schmelzpunktes
der Metallteilchen liegen, durchgeführt. Bei diesem Vorgang
backen die Metallflächen zusammen und die Metallteilchen ver
festigen sich. Ein derartiges Sinterteil ist im Vergleich zu
anderen Metallteilchen feinkörniger und gleichmäßiger und
weist höhere Festigkeitseigenschaften auf. Außerdem ist es
relativ porös und besitzt eine geringe Dehnung.
In der Technik werden Sinterteile auf vielen Gebieten einge
setzt, wie z.B. als Lagerwerkstoffe und als Metallfilter zur
Reinigung von Flüssigmetallen.
Nachteilig ist jedoch, daß deren Temperaturbeständigkeit
beschränkt ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zum Herstellen eines Sinterteiles und ein Sin
terteil selbst zu schaffen, das hohe Gleiteigenschaften bei
gleichzeitig hoher Temperaturbeständigkeit aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in
die Poren des Sinterteiles pulverförmiges Schichtsilikat mit
eingepreßt wird.
Durch das Einpressen des Schichtsilikates in die natürlichen
Poren des Sinterteiles wird zum einen eine hohe Temperatur
beständigkeit erhalten und zum anderen wird die Gleiteigen
schaft des Sinterteiles beibehalten. Dies ist auf die hohe
Temperaturbeständigkeit von Glimmer zurückzuführen.
In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist
vorgesehen, daß in die Poren des Sinterteiles eine Mischung
aus Graphitpulver und ein pulverförmiges Schichtsilikat ein
gepreßt wird.
Durch die Beimischung von Graphit wird die Gleitfähigkeit
des Sinterteiles durch die Schmierwirkung des Graphites noch
mehr erhöht. Das Schichtsilikat übernimmt dabei aufgrund sei
ner Isolierwirkung eine Schutzfunktion für Graphit gegen
überhohe Temperaturen. Praktisch hüllt das Schichtsilikat
das Graphit in den Poren ein. Je höher die gewünschte Tempe
ratur ist, desto mehr Anteil an Glimmer wird man verwenden.
Damit kann man ein derartiges Sinterteil als hochtemperatur
beständiges Dichtelement verwenden, denn die Poren sind
durch das Schichtsilikat bzw. die Mischung nun geschlossen.
Eine derartige Verwendung ist völlig überraschend und läuft
den bisherigen Erkenntnissen und Einsatzfällen von Sinter
teilen, wo man gerade deren Porösität gesetzt hat, entgegen.
Schichtsilikate gehören zu einer großen Mineralgruppe, zu
welcher z.B. auch Glimmer und alle Tonminerale gehören. Al
len ist als Bauelement eine unendlich ausgedehnte, polaraus
gerichtete Schicht von SiO₄-Tetraedern gemeinsam, welche
ihrerseits hexagonale Ringe bilden. Aus dieser Gruppe hat
sich insbesondere Glimmer als am besonders geeignetsten her
ausgestellt. Selbstverständlich sind jedoch im Bedarfsfalle
auch noch andere Schichtsilikate für den genannten Zweck
möglich.
Für die Einbringung des Glimmers bzw. der Mischung in die
Poren des Sinterteiles sind die verschiedenartigsten Verfah
ren möglich.
So kann z.B. die Mischung unter Vakuum in die Poren einge
drückt werden, wozu das Sinterteil entsprechend in einen
Vakuumbehälter gelegt wird.
Die Einbringung der Mischung wird dabei erleichtert und auf
optimale Weise erreicht, wenn die Mischung über ein flüssi
ges Trägermedium in die Poren eingepreßt wird.
Dabei ist lediglich dafür zu sorgen, daß das Trägermedium
anschließend wieder aus dem Sinterteil entfernt werden kann.
Dies kann z.B. durch ein Verdunsten bei erhöhten Temperatu
ren erfolgen.
Als mögliche Trägermedien können Öl oder Wasser dienen.
Selbstverständlich sind hier jedoch im Rahmen der Erfindung
ebenfalls bei Bedarf noch andere Trägermedien möglich.
Das Mischungsverhältnis zwischen Graphit und Schichtsilikat
richtet sich nach dem Anwendungsfall, wobei wie erwähnt ggf.
auch nur Schichtsilikat alleine zur Anwendung kommt.
So ist z.B. ein Mischungsverhältnis von 50 : 50 möglich, eben
so wie auch Abweichungen von 10, 20, 30 oder 40% nach unten
und oben möglich sind.
Entsprechend der Dichte des zu behandelnden Sinterteiles und
der Porengröße kann im Bedarfsfalle eine relativ große Menge
der Mischung z.B. über 10 Gew.% in die Poren gedrückt
werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein,
daß als Metallteilchen statt Metallpulver kleine Metalldraht
stücke oder Metallspäne formgepreßt und nach dem Formen
gesintert werden.
Im Unterschied zu Sinterteilen, die im allgemeinen eine ge
ringe Elastizität besitzen, weisen Sinterteile, die mit den
erfindungsgemäßen Metalldrahtstücken hergestellt sind, eine
deutlich höhere Elastizität und ein besseres Dämpfungsverhal
ten auf. Weiterhin können mit diesem Verfahren Teile mit
sehr geringer Dichte bei hoher Werkstoffestigkeit herge
stellt werden, womit sich eine hohe Menge der erfindungs
gemäßen Mischung in das Sinterteil einbringen läßt.
Länge und Durchmesser der Metalldrahtstücke richtet sich da
bei nach dem Anwendungsfall. Im allgemeinen wird man Metall
drahtstücke oder Metallspäne verwenden, die einen Durchmes
ser bzw. eine Breite von 0,1 bis 2 mm und eine Länge von ca.
0,5 bis 10 mm besitzen, wobei selbstverständlich im Rahmen
der Erfindung Abweichungen nach unten und oben möglich sind.
In vorteilhafter Weise wird man ein in erfindungsgemäßer Wei
se hergestelltes Sinterteil als Dichtungselement einsetzen,
welches einer hohen Temperaturbelastung ausgesetzt werden
kann.
Nachfolgend wird beispielsweise die Herstellung eines
erfindungsgemäßen Sinterteiles beschrieben.
Das Sinterteil wird bei Verwendung von Pulver in üblicher
Weise in einer hydraulischen oder in einer Exzenterpresse in
einer Form formgepreßt und anschließend in üblicher Weise
gesintert. Graphitpulver und Glimmerpulver wird in eine Lö
sung eines Kalibrieröles oder eines anderen öligen Mediums
eingemischt. Das Sinterteil wird dann in einen Vakuumbehäl
ter gelegt und anschließend wird unter Vakuum die Mischung
aus Graphitpulver und Glimmerpulver unter Verwendung des
Kalibrieröles als Trägermedium in die Poren des Sinterteiles
eingepreßt. Anschließend wird das Öl, z.B. durch Erwärmung,
wieder herausgepreßt. Der Anteil der Graphit-/Glimmerpulver
mischung kann bis zu 10 oder mehr Gew.% an dem Sinterteil
betragen. Je geringer die Dichte des Sinterteiles und je
größer die Poren sind, desto mehr Graphit- und Glimmerpulver
kann eingebracht werden. Insbesondere gilt dies für ein Sin
terteil, das aus Metalldrahtstücken formgepreßt und gesin
tert ist.
Mögliche Einsatzgebiete sind sich bewegende Dichtelemente,
wobei es auf eine gute Gleiteigenschaft bei einer hohen
Temperaturbeständigkeit ankommt, wie z.B. Auspuffdichtringe
von Verbrennungsmotoren.
Claims (14)
1. Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus Metallteil
chen durch ein Formpressen und einem anschließenden Sintern,
dadurch gekennzeichnet, daß
in die Poren des Sinterteiles pulverförmiges Schichtsilikat
eingepreßt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
in die Poren des Sinterteils eine Mischung aus Graphitpulver
und einem pulverförmigen Schichtsilikat eingepreßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Schichtsilikat Glimmer verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Schichtsilikat bzw. die Mischung unter Vakuum in das
Sinterteil eingepreßt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Schichtsilikat bzw. die Mischung durch ein flüssiges
Trägermedium in die Poren eingepreßt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Trägermedium Öl verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Trägermedium Wasser verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Mischungsverhältnis 20 bis 80% Graphitpulver und 20 bis
80% pulverförmiges Schichtsilikat beträgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die in die Poren eingebrachte Mischung bis zu 10 Gew.% des
Sinterteiles beträgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Metallteilchen für die Sinterung Metallpulver verwendet
wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Metallteilchen kleine Metalldrahtstücke oder Metallspäne
verwendet werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
Metalldrahtstücke bzw. Metallspäne verwendet werden, die
einen Durchmesser bzw. eine Breite von 0,1 bis 2 mm und eine
Länge von ca. 0,5 bis 10 mm besitzen.
13. Aus einem Sinterteil gebildetes Dichtungselement,
dadurch gekennzeichnet, daß
in die Poren des Sinterteiles pulverförmiges Schichtsilikat
eingepreßt ist.
14. Aus einem Sinterteil gebildetes Dichtungselement nach
Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
in die Poren des Sinterteiles eine Mischung aus Graphitpul
ver und einem pulverförmigen Schichtsilikat eingepreßt ist.
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JP (1) | JPH01298102A (de) |
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- 1988-03-23 DE DE19883809737 patent/DE3809737A1/de not_active Ceased
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1989
- 1989-03-16 EP EP89104732A patent/EP0334212A3/de not_active Withdrawn
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