DE507765C

DE507765C - Process for the production of pantographs, grinding bodies and the like. the like, e.g. Dynamo brushes, made of metal powders with the addition of carbon or other components, which are solidified by heating to melting or sintering at least one component and pressing

Info

Publication number: DE507765C
Application number: DEH108091D
Authority: DE
Inventors: Dr Emil Podszus
Original assignee: HARTSTOFF METALL AKT GES HAMET
Current assignee: HARTSTOFF METALL AKT GES HAMET
Priority date: 1926-09-21
Filing date: 1926-09-21
Publication date: 1930-10-01

Description

Verfahren zur Herstellung von Stromabnehmern, Schleifkörpern u. dgl., z. B. Dynamobürsten, aus Metallpulvern unter Beimengung von Kohlenstoff oder anderen Bestandteilen, die durch Erhitzen bis zum Schmelzen oder Sintern mindestens eines Bestandteiles und Pressen verfestigt werden Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur .Herstellung von Stromabnehmern bzw. Schleifkörpern, z. B. Dynamobürsten, welche in der Hauptsache aus Metallpulvern unter Zusatz von fein verteiltem Graphit oder anderem Kohlenstoff durch Pressen und nachherige#s Sintehergeste . werden. #r-r_ielu"ng einer guten Bindung nicht nur der Metallpulverteile unter sich, sondern auch mit dem Kohlenstoff und anderen etwa in der Bürste enthaltenen Beimengungen bereitet erhebliche Schwierigkeiten, welche gegebenenfalls durch die Beschaffenheit des benutzten Metallpulvers noch erhöht «-erden.Process for the production of current collectors, grinding tools and the like, e.g. B. dynamo brushes, made of metal powders with the addition of carbon or other components that are solidified by heating to melting or sintering at least one component and pressing. B. Dynamo brushes, which are mainly made of metal powders with the addition of finely divided graphite or other carbon by pressing and subsequent # s sinter gesture. will. A good bond not only between the metal powder parts, but also with the carbon and other additions contained in the brush, for example, causes considerable difficulties, which may be increased by the nature of the metal powder used.

Man hat bereits nach verschiedenen Richtungen hin versucht, dieser Schwierigkeiten Herr zu werden, aber selbst bei sorgfältiger Prüfung der Ausgangsmaterialien treten bei der Unübersichtlichkeit der Eigenschaften der als Ausgangsmaterialien dienenden feinen Pulver häufig Fehlschläge auf.Attempts have already been made in different directions, this one Difficulty mastering, but even with careful examination of the source materials occur with the confusion of the properties of the raw materials fine powder often fails.

Man hat versucht, durch besondere Bindemittel zu dem gewünschten Ergebnis zu gelangen. Man hat auch bereits versucht, die Verfestigung des Preßlings durch gemeinsaure Wirkung von Wärme und Druck zu erreichen, indem man das Pulver innerhalb der Form erhitzte und unter Druck setzte. Auch ist es an sich bekannt, Stromabnehmer durch Erhitzen der Ausgangskörper auf den Schmelzpunkt eines ihrer Bestandteile und Pressen zu verfestigen. Dabei bereitete jedoch die gleichmäßige Erwärmung des Pulvers, namentlich wenn größere Preßstücke in Frage kamen, erhebliche Schwierigkeiten, und andererseits war der Erwärmung selbst durch die Eigenschaften des zur Herstellung der Form benutzten Stoffs eine Grenze gezogen, insbesondere wenn man mit nennenswerten Preßdrücken arbeiten wollte. Außerdem läßt sich dabei die Oxydierung des Pulvers kaum vermeiden, und das Arbeiten in einer indifferenten Atmosphäre stößt auf sehr erhebliche Schwierigkeiten.Attempts have been made to achieve the desired result by using special binders to get. Attempts have also been made to solidify the compact joint effect of heat and pressure can be achieved by keeping the powder inside the mold heated and pressurized. It is also known per se, pantographs by heating the starting bodies to the melting point of one of their components and pressing to solidify. However, the uniform heating of the Powder, especially when larger pressed pieces came into question, considerable difficulties, and on the other hand, the heating itself was due to the properties of the manufacture The shape of the fabric used draws a line, especially when dealing with anything worth mentioning Wanted to work press pressing. In addition, the powder can be oxidized can hardly be avoided, and working in an indifferent atmosphere comes across a lot considerable difficulties.

Untersuchungen, welche die Grundlage zur vorliegenden Erfindung bilden, haben gezeigt, daß eine wirklich gute Bindung der Pulverteilchen miteinander, welche ein Stäuben der Bürste im praktischen Gebrauch verhindert, erst bei Temperaturen erreicht wird, die so hoch liegen, daß ihre Anwendung mit Hilfe des geschilderten Verfahrens nicht durchführbar ist.Investigations which form the basis of the present invention, have shown that a really good bond between the powder particles, which Prevents the brush from dusting in practical use, only at temperatures is achieved, which are so high that their application with the help of described procedure is not feasible.

Die in Betracht kommenden Temperaturen bewegen sich nahe der Schmelzgrenze des benutzten Pulvers. Bei Verwendung von Kupferpulver als wesentlichen Bestandteil des Pulvergemenges ist es beispielsweise zweckmäßig, eine Temperatur von goo° oder besser noch darüber zur Anwendung zu bringen. Es hat sich gezeigt, daß bei Anwendung derartig hoher Temperaturen die Pressung bei Klötzen mittlerer Größe nur Bruchteile von Sekunden zu betragen braucht.The temperatures in question are close to the melting limit of the powder used. When using copper powder as an essential component of the powder mixture, it is useful, for example, to have a temperature of goo ° or even better to apply about it. It has been shown that when using At such high temperatures, the pressure on blocks of medium size is only a fraction seconds.

Gemäß der Erfindung wird daher zunächst unter Anwendung von Sicherheitsmaßnahinen, welche eine Oxydation verhindern, ein Formling erzeugt, welcher bereits so hohe Festigkeit besitzt, daß er als Klotz beispielsweise frei innerhalb eines Ofens auf die angegebene Temperatur erwärmt werden kann. Dieser Klotz wird alsdann im glühenden Zustande in die Form gebracht und gepreßt. Die Temperatur der Preßform kann dabei erheblich unter derjenigen des Preßlings gehalten werden, bei größeren Preßlingen kann sogar auf eine Erwärmung der Form verzichtet werden. Dabei ist natürlich Voraussetzung, daß die Pressung schnell genug vor sich geht. Bei hinreichend schnellem Verlauf des Preßvorganges kann eine schädliche Erwärinung der Form und andererseits eine schädliche Abkühlung des Preßlings nicht oder nur in geringem Ausmaße erfolgen.According to the invention, therefore, initially using security measures, which prevent oxidation, produce a molding which is already so high Has strength that it can be used as a block, for example, freely within a furnace the specified temperature can be heated. This log will then be in the glowing one Condition brought into shape and pressed. The temperature of the mold can be kept considerably below that of the compact, in the case of larger compacts it is even possible to dispense with heating the mold. Of course, it is a prerequisite that the compression is fast enough. With sufficiently fast progress the pressing process can cause harmful heating of the mold and, on the other hand, a harmful cooling of the compact does not take place or only to a small extent.

Es hat sich gezeigt, daß das Verfahren mit besonderem Vorteil bei Formlingen angewandt wird, welche bei gewöhnlicher Ternperatur mit hohem Druck zusammengepreßt und hinterher durch Glühen verfestigt werden: Die Pressung bei gewöhnlicher Temperatur wird zweckmäßig so hoch gesteigert, daß das spezifische Gewicht des Formlings höchstens 30 Prozent kleiner ist als das des fertigen Stromabnehmers.It has been shown that the method is used with particular advantage in moldings which are pressed together at normal temperature with high pressure and then solidified by annealing: The pressure at normal temperature is expediently increased so high that the specific weight of the molding is at most 30 Percent smaller than that of the finished pantograph.

Man erhält derartige Formlinge durch Kaltpressen mit sehr hohem Druck, beispielsweise gooo Atmosphären pro Quadratzentimeter. Ein solcher Formling kann frei stehend geglüht bzw. gesintert werden. Vorteilhaft geschieht dies in einer indifferenten Atmosphäre oder im Vakuum.Such moldings are obtained by cold pressing at very high pressure, for example gooo atmospheres per square centimeter. Such a molding can can be annealed or sintered free-standing. This is advantageously done in a indifferent atmosphere or in a vacuum.

Zur Wahrung der bei Stromabnehmern, Schleifkörpern u. dgl. erwünschten Porosität des fertigen Klotzes ist bei der Warenpressung durch Bemessung des Preßdruckes oder des Preßhubes dafür zu sorgen, daß die Zusammenpressung nur innerhalb der als zweckmäßig erprobten Grenzen erfolgt.To maintain the desired values for pantographs, grinding tools and the like When the goods are pressed, the porosity of the finished block is determined by measuring the pressing pressure or the Preßhubes to ensure that the compression only within the than appropriately tested limits takes place.

Man kann bei dein Warmpressen zwei verschiedene Wege einschlagen. Entweder wird der Formling so bemessen, daß er in glühendem Zustande die Form nur nahezu ausfüllt, so daß er seine endgültige Form erst im Augenblick des Pressens erhält. Dies Verfahren ist besonders für größere Stücke angezeigt, weil dann im ersten Augenblick der Pressung eine vollständig gleichmäßige Druckverteilung durch den ganzen Preßkörper erfolgt.There are two ways of doing your hot pressing. Either the molding is dimensioned in such a way that it only has the shape when it is glowing almost fills out, so that it only takes its final shape at the moment of pressing receives. This procedure is particularly indicated for larger pieces, because then im the first moment of pressing a completely even pressure distribution the whole pressed body takes place.

Einfacher ist es, den Formling in derselben Form warm zu pressen, in welcher er in kaltem Zustande aus dem Pulver erzeugt wurde. Wegen der Ausdehnung des Formlings in der Wärme wird dabei die Einbringeöffnung der Form etwas konisch er--weitert, so daß sich der Formling leicht und ohne Überquellen in die Form hineindrücken läßt. Dies ist möglich, weil die fraglichen Körper auch bis nahe an den Schmelzpunkt heran noch eine erhebliche Festigkeit besitzen und ihre Ausdehnung nur eine geringe ist.It is easier to hot-press the molding in the same shape, in which it was produced in the cold state from the powder. Because of the expansion of the molding in the heat, the opening of the mold becomes somewhat conical it - expands so that the molding can be easily pressed into the mold without overflowing leaves. This is possible because the body in question is also close to the melting point still have considerable strength and their expansion is only slight is.

Die Temperatur, bei welcher das Warmpressen zu erfolgen hat, richtet sich nach der Bildsamkeit, welche die als Ausgangsmaterial benutzten Pulver in der Hitze besitzen.The temperature at which the hot pressing has to take place is determined according to the malleability which the powders used as starting material in the Own heat.

Im allgemeinen gilt die Regel, daß man bis in die Nähe des Schmelzpunktes wenigstens einer der im Pulver enthaltenen Komponenten zu gehen hat. Stellt diese nur einen geringen Bruchteil des Ausgangsmaterials vor, so ist es zweckmäßig, diese Temperatur sogar nicht unerheblich zu überschreiten. @N-lan kann sagen, die Erhitzung ist zweckmäßig so weit zu steigern, als es die Struktur des Formlings noch verträgt.In general, the rule applies that you can go up to the vicinity of the melting point at least one of the components contained in the powder has to go. Provides this only a small fraction of the starting material is available, so it is advisable to use this Temperature to be exceeded not insignificantly. @ N-lan can tell the heating it is advisable to increase it as far as the structure of the molding can still tolerate.

Das neue Verfahren erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn es sich nicht um die Verarbeitung eines einzigen Metallpulvers 1?andelt, sondern wenn Gemische in Frage kommen, die schwer bindende Bestandteile, z. B. Carbide, enthalten.The new procedure proves to be particularly beneficial when it is does not concern the processing of a single metal powder, but rather when Mixtures come into question, the difficult to bind components, z. B. Carbides.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Process for the manufacture of pantographs, Grinding tools and the like, e.g. B. dynamo brushes, made of metal powders with admixture of carbon or other constituents that are heated to the point of melting or sintering at least one component and pressing are solidified thereby characterized in that a molding which is sufficiently stable in the heat is free-standing to a temperature which is the melting point of at least one of the contained therein Components reached close, heated and then in a form that a substantial has a lower temperature, is compressed so quickly and so far that neither harmful cooling of the compact by the mold nor excessive cooling Heating the mold itself can occur and yet through limitation the pressing stroke or the pressing pressure assured the compact a certain porosity remain.

2. The method according to claim i, characterized in that the compact before the hot pressing is already compressed to such an extent that it has a specific weight which is at most 3o percent less than that of the finished block.

3. Method according to claim i and 2, characterized in that the molding is practically is so dimensioned that when it is introduced in the heated state it is precisely the Fills the form.

Method according to claim r, 2 or 3, characterized in that the molding is dimensioned in such a way that it initially does not completely fill the mold, but only in the course of the hot pressing.

5. The method according to claim i, 2, 3 or d., characterized in that the hot pressing in the same form as the cold pressing takes place and that the introduction of the pressed part expanded in the heat into the mold is effected by compressing it in a conical insertion opening.

6. The method according to claim i, 2, 3, 4 or 5, characterized in that particularly Moldings are used as the starting material, which for the most part are made from Powders are made which, such as. B. iron carbide, at moderate temperatures only can be inadequately bound or contain such substances as an admixture.