DE4208017A1 - Verfahren zur herstellung rotationssymmetrischer teile aus metall - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung rotationssymmetrischer Teile aus pulverisierbaren, form- bzw. umformbaren Werkstoffen gemäß dem Ober­ begriff des Anspruches 1.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden rota­ tionssymmetrische Teile aus pulverisierbaren, form- bzw. umformbaren Werkstoffen wie Eisen und Nicht­ eisenmetallen hergestellt, wobei in aller Regel die Teile aus Metallen den Vorzug genießen. Die Herstel­ lung des Walzringrohlinges aus dem Ausgangsmaterial bezweckt ein für Ringwalzwerke verarbeitbares Werk­ stück, aus dem der Fertigring durch Aufwalzen herge­ stellt wird. Dafür ist ein Ringkörper mit offener Mitte erforderlich, um das Ansetzen der Walzen und gegebenenfalls eines Walzdornes zu ermöglichen. Das Ringwalzen führt zu hülsenartigen oder ringförmigen Fertigringen, die teilweise außen und innen profi­ liert sein können. Ein Beispiel für derartige Teile sind Zahnräder, welche einen von Nabenansätzen einge­ schlossenen Flansch in einer Baueinheit verwirk­ lichen, aus dem später der Zahnkranz ausgearbeitet wird. Insbesondere eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren für eine derartige Massenherstellung.

Die Erfindung geht von einem vorbekannten Verfahren aus, bei dem als Halbzeug eine Bramme oder ein Stan­ genmaterial verwendet wird, welches außen quadratisch oder zylinderisch ist. Bei diesem Verfahren werden die Walzringrohlinge durch Umformen des von dem Vor­ material abgetrennten Rohlings gewonnen. Das Umformen geschieht auf Schmiedepressen, jedoch wegen der beschriebenen Mindestanforderung, welche an die Form des Walzringrohlings gestellt werden müssen in mehre­ ren Arbeitsgängen. Da man davon ausgeht, daß die Wirtschaftlichkeit des Umformens des Walzringrohlings vom Einsatz minimierter Umformungskräfte abhängt, wird der Walzringrohling mit dem kleinstmöglichen Innendurchmesser hergestellt, der sich aus den Walzen ergibt, die in dem Ringwalzwerk den Walzringrohling aufweiten. Im Normalfall wird das Rohteil deshalb zunächst durch Stauchen gebreitet, sodann vorgelocht und schließlich durchgelocht. Beim Durchlochen wird die Mitte des aus dem Rohteil gewonnenen Werkstückes als Butzen ausgestanzt, der im Normalfall als Mate­ rialverlust gilt. Dabei entsteht bereits durch das Stauchen aus der Zylinderform des Formteiles eine Außenbombierung des späteren Walzringrohlings, die durch das Ringwalzwerk wieder beseitigt werden muß.

Die beschriebene Fertigung des Walzringrohlings aus dem Vormaterial ist außerordentlich aufwendig, weil sie an dem erwähnten Rohteil durchgeführt werden muß, wobei außerdem in jeder Stufe des Umformens Zwischen­ erwärmungen erforderlich werden kann und Materialver­ luste durch Verzunderung, sowie durch das Ausstanzen des Butzens auftreten. Diese in einer oder mehreren Schmiedemaschinen durchgeführten Arbeitsschritte las­ sen sich deswegen auch nicht einem Ringwalzwerk unmittelbar vorschalten, was weitere Energieaufwände erfordert, die durch das Vorwärmen des Walzring­ rohlings bedingt sind, bevor dieser gewalzt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht deshalb einen anderen Weg, dessen Grundgedanke im Anspruch 1 wiedergegeben ist. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Dadurch, daß erfindungsgemäß als Ausgangsmaterial ein Pulver z. B. aus Metall verwendet wird dessen Masse im wesentlichen der Masse des Fertigrings entspricht, vermeidet man die Materialverluste, die insbesondere durch das Ausstanzen des Butzens entstehen. Indem man das Ausgangsmaterial in einer Ringform zur Form des Walzringrohlings zusammenpreßt, erhält man den Walz­ ring unmittelbar aus dem Ausgangsmaterial und spart daher ein Vormaterial und den daraus abzutrennenden Rohling ein, der erst noch in den Walzringrohling umgeformt werden muß. Die Ringform läßt sich im übri­ gen so gestalten, daß eine Bombierung des Walz­ ringrohlings nicht auftritt, wenn sie nicht gewünscht ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat deshalb den Vor­ teil, daß es mit den für die Ausarbeitung der Walz­ ringrohlingmitte in mehreren Arbeitsschritten verbun­ dene Material- und Energieaufwand erübrigt. Es schont die Umwelt, weil nur ein einziger Formvorgang notwen­ dig ist und die mit den bisher verbundenen weiteren Umformungen verbundenen hohen Energieaufwendungen, Erschütterungen und Staubentwicklungen vermieden wer­ den. Es ist deshalb nicht nur wirtschaftlicher, son­ dern läßt sich auch auf einer oder mehreren Maschinen durchführen, die man einem Ringwalzwerk bedarfsweise zuordnet, wodurch bei geeigneter Taktfolge und Aus­ nutzung der für das Pressen erforderlichen Wärme sogar der Vorwärmofen entfallen kann, welcher bislang für die Vorbereitung des Walzrohlings auf den Ring­ walzprozeß benötigt wird. In jedem Fall ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine wesentliche Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Herstellung von rotationssymmetrischen Teilen.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 2 verwirklicht. Hierbei entsteht der massive Walzringrohling, der für das Ringwalzen erforderlich ist durch Zusammensintern des Ausgangsmaterials in der Ringform.

Die Erfindung bietet allerdings auch die Möglichkeit, Walzringrohlinge völlig neuer Ausbildungen und Eigen­ schaften zu produzieren und dadurch Fertigringe mit vorbestimmten Eigenschaften zu schaffen. Dies gelingt mit den Merkmalen des Anspruches 3. Hierbei ist näm­ lich ein Teil der Masse des Ausgangsmaterials durch eine oder mehrere Einlagen ersetzt, die sich im spä­ teren Fertigteil wiederfinden und in diesem besondere Zonen schaffen, welche den geforderten Eigenschaften der betreffenden Konstruktionsteile entsprechen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfüh­ rungsbeispieles näher erläutert, das schematisch in der Zeichnung wiedergegeben ist.

Die Zeichnung zeigt im Längsschnitt drei Phasen des erfindungsgemäßen Verfahrens jeweils im Schnitt.

In einer Ringform (1) mit ringförmigem Formraum (2) wird ein Walzringrohling (3) geschmiedet. Gemäß der dargestellten Ausführungsform wird in den ringförmi­ gen Formraum (2) ein aus z. B. Metallpulver erzeug­ ter, gesinterter Rohling (4) eingebracht und mit Hilfe eines Schmiedestempels (5) warmverdichtet. Der Schmiedestempel weist eine ringförmige Gravur (6) auf, welche in die Öffnung des nach oben offenen Formraumes (2) paßt.

Die Masse des Rohlings (4) entspricht der Masse des nicht dargestellten Fertigringes, zu dem auf einem Ringwalzwerk der Rohling (3) umgeformt wird.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung rotationssymmetrischer Teile aus pulverisierbaren, form- bzw. umformbaren Werkstoffen, bei dem das Ausgangsmaterial in einen Walzringrohling umgeformt wird, der einen Ring­ körper mit offener Mitte bildet und auf einem Ringwalzwerk in einen Fertigring umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial ein Pulver z. B. aus Metall verwendet wird, wel­ ches in einer Ringform, deren Formraum eine Menge des Ausgangsmaterials aufnimmt, die im wesent­ lichen der Masse des Fertigrings entspricht zu der Form des Walzringrohlings zusammengepreßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial in der Ringform sinter­ geschmiedet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Masse des Ausgangsmaterials durch eine oder mehrere Einlagen ersetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das pulverförmige Aus­ gangsmaterial zu einem Rohling geformt und der Rohling in der Ringform sintergeschmiedet wird.