DE749345C - Verfahren zur Herstellung von Sinterkoerpern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Sinterkörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterkörpers, der mindestens teilweise aus Metallpulver besteht. Sie bezweckt die Schaffung eines Verfahrens, mittels dessen auf möglichst einfache und zuverlässige Weise formtechnisch schwierige und/oder inhomogene Sinterkörper hergestellt «-erden können. Erfindungsgemäß wird zu diesem Zwecke der Sinterkörper aus zwei oder mehr Teilen zusammengesetzt, die sich ganz oder teilweise ringartig umfassen. Die Vereinigung der Teile erfolgt dann durch gemeinsame Sinterung. Bei der Sinterung ist es zur Erzielung einer zuverlässigen Verbindung zwischen den Teilen wesentlich, daß diese sich unter Druck berühren. Die Sinterflächen werden daher erfindungsgemäß während des Sinterns durch engen Preßsitz unter Druck zusammengehalten. Dieser enge Preßsitz kann bereits bei der Pressung der Einzelteile durch entsprechende Bemessung der Außen- und Innendurchmesser geschaffen werden, derart, daß die Teile unter Druck ineinandergeschoben werden. Dies bedingt jedoch eine erhebliche Wandstärke, insbesondere des Außenkörpers, um sicherzustellen, daß dieser nicht etwa beim Einpressen des Innenteiles auseinandergesprengt wird oder Risse erhält.
• Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wählt man daher einen anderen Weg. Das innere Teil wird in diesem Falle vorgesintert und sodann das äußere, ungesinterte Teil im Gleitsitz oder mit einem noch loseren Sitz auf das innere Teil aufgeschoben worauf die gemein- Same Sinterung erfolgt. Da das äußere Teil noch keinen Sinterungsprozeß durchlaufen hat, schrumpft es wesentlich stärker als das innere Teil, welches vielfach überhaupt nicht mehr schrumpfen wird, und verengtsich hierdurch in radialer Richtung. derart, (laß es sich mit erheblichem Druck an das innere Teil anpreßt und damit während des Sintern den engen Preßsitz erzeugt.
• Gegebenenfalls können die Einzelteile vor der Fertigsinterung mit einer Salzlösung der betreffenden Metalle, aus welchen die einzelnen Körper bestehen, getränkt werden. Beispielswei-se kann hierzu im Falle von Sinterkörpern aus Eisenpulver Eisensulphat verwendet werden. Diese Salzlösung wird während der in üblicher Weise in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführten Sinterung zu :dem betreffenden Betall reduziert, füllt die etwa noch vorhandenen Zwischenräume zwischen den aneinandergepreßten Sinterflächen aus und bewirkt eine besonders zuverlässige Bindung bzw. gestattet, mit einem entsprechend geringeren Anpreßdruck auszukommen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch dazu dienen, neben.einanderliegende Einzelteile, welche also beispielsweise ungefähr den gleichen Außendurchmesser besitzen oder überhaupt nicht rund ausgebildet sind, miteinander zu vereinigen. Zu diesem Zwecke werden die Einzelteile an ihrer Berührungsfläche niit ineinandergreifenden Vor- und Rücksprüngen versehen, welche ein ln2inanderschiehen mit Preß-sitz oder ein Aufschrumpfen des jeweils äußeren Vorsprunges in der oben gekennzeichneten Weise ermöglichen. Itn Falle der Aufschrumpfung kann die Wandstärke im allgemeinen scliw;icli°r gewählt werden als beim mechanischen Ineinanderpressen der Teile mit Preßsitz, da ein Sprengen des Außenteiles weniger leicht eintreten kann. -Trotzdem muß andererseits die Wandstärke der sich umfassenden Teile ini Verhältnis zum Durchmesser derselben ausreichend gewählt werden, um zu verhindern, daß die Teile sich ohne Entstehung eines ausr: ichenden Schrumpfungsdruckes verformen bzw. das äußere Teil sich dehnt oder gar reißt. Es hat sich beispielsweise als zweckmäßig erwiesen. das Verhältnis von Wandstärke zu Durchmesser mindestens etwa i : io zu wä lilen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die Herstellung von Formkörpern durch I'res..eti und Sintern von Metallpulvern, welche bisher aus formtechnischen Gründen nicht oder nur schwierig in dieser Weise hergestellt werden konnten. Besondere Anwendungsmöglichkeiten bietet es ferner zur Herstellung von Sinterkörpern, deren verschiedene Teile verschiedene Aufgallen erfüllen sollen. Man kann nämlich erfindungsgetnüß in einfacher Weise derartige Formkörper aus zwei oder mehr Teilen zusammensteilen. «-elche eine verschiedenartige Zusaminen.setzung besitzen und damit verschiedene 1?igenschaften aufweisen. Ebenso kann die lichte sowie die Porengröße der Teile hei gleichartiger oder verschiedenartiger werkstoffmäßiger Beschaffenheit verschieden ge-«-ählt «>erden. Bei Zusammensetzung des Körpers aus Teilen verschiedener Werkstoffbeschaffenheit muß darauf geachtet «-erden, daß jeweifs dasjenige Teil oder diejenigen "feile. welche die höhere Sintertemperatur erfordern, zuvor gesintert werden, so daß bei der Fertigsinterung eine Temperatur innegelialten «erden kann, welche das bei niederer 7.'eniperattir zu sinternde Teil nicht gefährdet. Bei Zusammensetzung von Körpern aus Eisenpulverpreßlingen und Bronzepulverpreßlingen muß beispielsweise der Eisenpulverpreßling zuerst gesintert werden. E s wird demgemäß im allgemeinen, insbesondere bei Anwendung des Schrumpfungsverfahrens, erforderlich sein, den Eisenpulverpreßling innen anzuordnen. In Sonderfällen ist es allerdings auch möglich, ein Bronzeteil, beispielsweise eine Bronzebuchse, in die Bohtung eines vorgesinterten Eisenpulverpreßlings unter Preßsitz einzudrücken und sodann eine Fertigsinterung bei der Sintertemperatur des Bronzeteiles vorzunehmen.
• Weiter i-st es möglich. Eisenpulverl@rel@-linge finit verschieden hohem Kohlenstoffgehalt zusammenzufügen, etwa derart, claß das innere Teil weniger Kohlenstoff enthält als (las äußere und nach dein Sintern eine Ilärtung, beispielsweise durch Erhitzung und Abschreckung, erfolgt. Es entsteht dann ein Körper, der innen weich und außen hart ist. Ebenso können verschieden hohe Anteile oller verschiedenartige Zusammensetzungen von Chrom, Mangan, Nickel und/Oder Wolfram o. dgl. in den verschiedenen Teilen .des Sinterkörpers vorgesehen sein.
• Ein besonders wichtiges Anwendungsgebiet des Erfindungsgedankens bestellt ferner darin Sinterteile aus Kohle finit solchen aas Metall, insbesondere Eisen, zu einem einstückig11il Formkörper zti vereinigen. Zur Erzielung einer wirksamen Sinterverbindung kann hierbei gegebenenfalls etwas Metallpulver, beispielsweise Eisenpulver, in den Kohlepreßkörper eingelagert werden.
• Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden. inlioniogene Sinterkörper herzustellen, indem in einer Preßform Preßpulver verschiedener Zusammensetzung -schichtweise eingelagert und sodann (furch gemeinsame Verlressting und Sinterung vereinigt wurden. Attch ist es bereits vorgeschlagen worden, einen gepreßten und gesinterten Körper bestimmter Zusammensetzung in eine Preßform einzulagern und sodann auf denselben in dieser Preßform eine weitere Schicht anderer Zusammensetzung aufzupressen und mit dem bereits gesinterten Körper durch nochmalige Sinterung zu vereinigen. Gegenüber diesen beiden bekannten Verfahren bietet jedoch das erfindungsgemäße Verfahren wesentliche Vorteile. Die Einzelteile des Körpers können getrennt hergestellt und dann zusammengesteckt bzw. -geschoben werden. Die Dichte der Teilkörper ist völlig unabhängig voneinander, und die formtechnischen Schwierigkeiten, welche bei der Einlagerung fertiger Körper in die Preßform für einen noch herzustellenden Teil entstehen würden, fallen fort. Das erfindungsgemäße Verfahren ist wesentlich einfacher und sicherer und ergibt eine zuverlässige Verbindung der Teile zu einem einstückigen Formkörper. .
• Einige Ausführungsbeispiele von Körpern, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können, sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es handelt sich jeweils um Axial-schnitte der betreffenden Körpex.
• Abb. i zeigt einen zusammengesetzten Sinterkörper, bestehend aus einer inneren Buchse i und einem äußeren Ringteil =. Die Teile i und z können aus gleichartigem oder verschiedenartigem Material bestehen und gleiche oder verschiedene Dichte besitzen. Beispielsweise kann die Buchse i aus porösem Eisen, z. B. aus verpreßten und versinterten Eisenschwammkörnchen, bestehen, während der Ring 2 aus Bronzepulver gepreßt ist.
• Abb. 2 zeigt einen Körper, der aus einer inneren Buchse 3 und zwei äußeren Scheibenteilen .I und 5 besteht, welche mit Vor- und Rücksprüngen C und 7 ineinandergreifen. Der fertige Körper kann beispielsweise als Schnurrolle verwendet werden und eine weiche Lagerbuchse 3 besitzen, während die Scheibenteile 4. und 5 aus hartem bzw. gehärtetem Material bestehen. Dieser Körper würde sich auch aus preßtechnischen Gründen nicht oder nur unter sehr großen Schwierigkeiten einstückig herstellen lassen. Überdies würde die vorstehend erwähnte verschiedenartige Beschaffenheit der Teilkörper auf diese Weise nicht erzielt werden können.
• ' Abb. 3 zeigt einen Körper, der aus einer Innenbuchse 8 und einem an einem Ende der-. selben aufgeschobenen Tellerkörper bzw. Flanschkörper 9 besteht. Infolge der starken Verschiedenheiten der Ausdehnungen dieses Körpers in -den verschiedenen Dimensionen würde es preßtechnisch kaum möglich sein, diesen Körper in einem Preßarbeitsgange zu erzeugen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dagegen eine leichte und zuverlässige Herstellung.
• Abb. 4. zeigt einen beispielsweise als Lagerbuchse verwendbaren: Körper io mit Schmiernuten i i, welche durch Einpressen von Ringen 12 in Ausnehmungen an den Enden des Körpers io gebildet worden sind. Auch dieser Körper würde sich durch Pressen nicht erzielen lassen. Andererseits wäre auch eine Einarbeitung der Schmiernuten i i durch nachträgliche spanabhebende Bearbeitung äußerst schwierig, um so mehr, als derartige Metallpulver-Sinterkörper sich meist schlechter bearbeiten lassen als massives Metall und beim Einspannen auch die Gefahr einer Beschädigung der dünnwandigen Sinterkörper besteht. Auch ist die erfindungsgemäße Herstellung material- und arbeitssparend.
• Bei sämtlichen vorstehenden Ausführungsbeispielen können wahlweise sämtliche oben gekennzeichneten Verfahrensmaßnahmen je nach dem Verwendungszweck der herzustellenden Körper in beliebiger Kombination angewendet werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung eines Sinterkörpers, der mindestens teilweise aus Metallpulver besteht, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzeugung eines formtechnisch schwierigen und/oder inhomogenen Sinterkörpers dieser aus mindestens zwei Teilen zusammengesetzt wird, die sich ganz oder teilweise ringartig umfassen, und die Vereinigung der Teile durch gemeinsame Sinterang erfolgt, wobei die Sinterflächen durch engen Preßsitz während des Sinterns unter Druck zusammengehalten werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der enge Preßsitz beim Sintern erzeugt wird, indem das äußere, ungesinterte Teil durch seine Schrumpfung sich in radialer Richtung verengt und an das bereits vorgesinterte innere Teil anpreßt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile vor der Fertigsinterung mit einer Salzlösung des betreffenden Metalles getränkt werden. ..
4. Verfahren nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vereinigung nebeneinanderliegender Einzelteile diese mit ineinandergreifenden Vor- und Rückspriingen versehen sind.
5. 5. Verfahren nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der sich umfassenden Teile im Verhältnis zum Durchmesser so stark (beispielsweise mindestens etwa i : io) gewählt wird, daß ein zur sicheren Vereinigung der Einzelteile ausreichender Schrumpfungsdruck entsteht.
6. 6. Verfahren nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile aus Werkstoffen verschiedener Zusammensetzung und/oder Dichte und;' oder Porengröße bestehen. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren keine Druckschriften in Betracht gezogen worden.