DE914812C

DE914812C - Device for the production of pressed parts from metal powder

Info

Publication number: DE914812C
Application number: DEP338D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Otto Kaufmann
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1943-12-05
Filing date: 1943-12-05
Publication date: 1954-07-08

Description

Es ist bekannt, daß man aus feinpulverisierten, reinen Metallen durch Pressen und anschließendes Sintern Preßteile herstellen kann, die besondere Eigenschaften aufweisen. Durch richtige Wahl von Preßdruck und Sintertemperatur läßt sich der Vorgang so steuern, daß praktisch jede Dichte erreicht werden kann. Als Anwendungsgebiete seien nur genannt: Lager, die im porösen Gefüge das Schmiermittel speichern, verschleißfeste Teile für Kraft-und Arbeitsmaschinen, Führungsringe für Artilleriegeschosse u.a.m. Auch die Gewinnung hochschmelzender Metalle erfolgt heute ausschließlich in der Weise, daß die Metalle in Pulverform zu Stäben gepreßt und dann in direktem Stromdurchgang bis nahe an den Schmelzpunkt erhitzt werden. Bei einer Reihe von Sintererzeugnissen, z.B. Hartmetallziehsteinen, Diamantmetallegierungen, Sinterstählen usw., hat die Sinterung unter gleichzeitiger Anwendung von Druck eine gewisse Bedeutung erlangt.It is known that finely pulverized, pure metals can be obtained by pressing and then Sintering can produce pressed parts that have special properties. By choosing the right The pressure and sintering temperature can be controlled in such a way that practically any density can be achieved can be. The following areas of application are only mentioned: Bearings, the lubricant in the porous structure store, wear-resistant parts for power and work machines, guide rings for artillery projectiles Among other things, refractory metals are now extracted exclusively in such a way that that the metals in powder form pressed into rods and then in direct current passage up to close heated to the melting point. For a number of sintered products, e.g. carbide drawing dies, Diamond metal alloys, sintered steels, etc., has sintering with the simultaneous use of Pressure has a certain importance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die den Preß- und Sintervorgang in einem Arbeitsgang unter besonders günstigen Verhältnissen abzuwickeln gestattet.The invention is based on the object of creating a device that does the pressing and sintering process to be carried out in one operation under particularly favorable conditions.

Hierzu wird erfindungsgemäß eine Einrichtung zum Herstellen von Preßteilen aus Metallpulver unter Druck und Erhitzung durch einen durchPreßform und Preßteil fließenden elektrischen Strom vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß diePreßform aus elektrisch gut leitendem Werkstoff besteht, wobei ihr Stempel und ihre Matrize nur anFor this purpose, according to the invention, a device for producing pressed parts from metal powder is provided under pressure and heating by an electric current flowing through the die and die part proposed, which is characterized in that the mold made of electrically good conductive material consists, with its punch and its die only at

den Stellen leitende Flachen aufweisen, die dem zu pressenden Metallpulver gegenüberliegen.the points have conductive surfaces that are opposite to the metal powder to be pressed.

In vorteilhafter Weise sind Stempel und Matrize der Preßform je mit einer Klemme der Sekundärwicklung eines Einphasentransformators verbunden, der primärseitig über eine Wechselstromschalteinrichtung mit zündstiftgesteuerten Entladungsgefäßen an dem speisenden Netz liegt. Es ist dabei weiterhin vorteilhaft, wenn die Wechselstromschal teinrichtung nach Erreichen des erforderlichen Preßdruckes beispielsweise durch ein Kontaktmanometer selbsttätig eingeschaltet wird, wobei Größe und Dauer des die Erwärmung des Preßteiles bewirkenden Stromes in wählbaren Grenzen vorgegeben »5 werden können. Die sich im Preßteil entwickelnde Wärme ist eine Funktion seines inneren Widerstandes und des hindurchfließenden Stromes. Bei einer bestimmten Erwärmung wird das fein verteilte, pulverige Gefüge in der Preßform zu einer innigen Verbindung gebracht. Des öfteren ist es weiterhin vorteilhaft, den gesamten Vorgang des Fressens in eine Schutzgasatmosphäre zu verlegen. Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden beschrieben.Advantageously, the punch and die of the die each have a terminal of the secondary winding connected to a single-phase transformer, the primary side via an AC switching device with ignition pin-controlled discharge vessels connected to the feeding network. It is there furthermore advantageous if the alternating current switching device after reaching the required pressing pressure is switched on automatically for example by a contact manometer, with size and The duration of the current causing the heating of the pressed part is specified within selectable limits »5 can be. The heat that develops in the pressed part is a function of its internal resistance and the current flowing through it. At a certain temperature, the finely divided, powdery structure brought into an intimate connection in the mold. Often it is furthermore advantageous to relocate the entire process of eating in a protective gas atmosphere. Further advantageous details of the invention are described below.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht, und zwar.zeigt die Figur das Schema eines Schaltplanes für eine Einrichtung nach der Erfindung.In the drawing, the subject matter of the invention is illustrated by way of example, namely Figure the scheme of a circuit diagram for a device according to the invention.

Im Zylinder ι bewegt sich der Kolben 2, der über die Kolbenstange 3 den Stempel 4 in die Matrize 5 führt. Stempel 4 und Matrize 5 bilden zusammen die Preßform und werden aus einem elektrisch gut leitenden Werkstoff hergestellt. Bei der Konstruktion der Preßform ist besonders darauf zu achten, daß der Stromübergang nur durch das zu pressende Metallpulver erfolgt. Die bewegliche Stromzuführung 6 und die feste Stromzuführung 7 sind mit der Sekundärwicklung 21 eines Transformators verbunden.In the cylinder ι moves the piston 2, which is about the piston rod 3 guides the punch 4 into the die 5. Die 4 and die 5 together form the mold and are made of a material that conducts electricity well. In the construction Particular care must be taken with the mold that the current is only passed through the one to be pressed Metal powder takes place. The movable power supply 6 and the fixed power supply 7 are with connected to the secondary winding 21 of a transformer.

Um den Preßvorgang zu tätigen, muß der Zylinder ι mit Drucköl oder Druckwasser beaufschlagt werden. Dies geschieht über das Arbeitsventil 11, das zwei Stellungen aufweist: StellungP (Pressen) und Stellung H (Heben). Das Drucköl wird in einer Pumpe 12 hergestellt und dem Sammelbehälter 14 entnommen. Arn federbelasteten Ventil 13 läßt sich der Arbeitsdruck einstellen. Wenn dieser erreicht ist, schließt das Kontaktmanometer 15 seinen elektrischen Kontakt und gibt den Einzelschaltimpuls auf die Steuerung 24.In order to carry out the pressing process, the cylinder must be acted upon with pressurized oil or pressurized water. This is done via the working valve 11, which has two positions: position P (pressing) and position H (lifting). The pressure oil is produced in a pump 12 and taken from the collecting container 14. The working pressure can be adjusted on the spring-loaded valve 13. When this is reached, the contact manometer 15 closes its electrical contact and sends the individual switching pulse to the controller 24.

Die Primärwicklung 22 des Transformators Hegt mit einem Ende direkt am Netz, das andere Ende liegt an der Klemme einer Wechselstromschalteinrichtung 23, die aus zwei gegensinnig parallel geschalteten, zündstiftgesteuerten Entladungsgefäßen besteht. Zur Zündung und Steuerung der Entladungsgefäße (Ignitrons) dient die Steuerung 24, mit der es durch Regelung des Zündeinsatzes möglich ist, den Strom von seinem Maximalwert auf Null herabzuregeln. In Verbindung mit der Steuerung 24 steht das Zeitglied 25, das die Dauer des Stromflusses in wählbaren Grenzen einzustellen gestattet. The primary winding 22 of the transformer Hegt with one end directly to the mains, the other end to the terminal of an alternating current switchgear 23, consisting of two ignition-pin-controlled discharge vessels connected in parallel in opposite directions consists. For ignition and control of the discharge vessels (Ignitrons) is used by the controller 24, with which it is possible by regulating the ignition insert is to regulate the current down from its maximum value to zero. In connection with the control 24 is the timing element 25, which allows the duration of the current flow to be set within selectable limits.

Die Wirkungsweise der Einrichtung nach der Erfindung ist folgende: Nach Füllen der Matrize 5 wird der Hebel des Steuerventils 11 in die Stellung P gebracht. Der hydraulische Antrieb preßt das Metallpulver so weit zusammen, wie dies am federbelasteten Ventil 13 durch Einstellen des Ansprechdruckes vorher bestimmt worden ist. Das Kontaktmanometer 15 wird ebenfalls auf diesen Druck eingestellt und gibt nach Erreichen des Sollwertes den Einschaltimpuls auf die Wechselstromschalteinrichtung 23-. Diese gibt nunmehr den Stromfluß für die am Zeitglied 25 eingestellte Dauer frei, wobei der Strom auf den Wert begrenzt wird, der an der Steuerung 24 eingeregelt worden ist. Mit 26 ist ein Strommesser bezeichnet. Die Sekundärwicklung 21 des Transformators ist über das zusammengepreßte Metallpulver der Preßform 4, 5 kurzgeschlossen. Beim Stromdurchtritt erreicht das zusammengepreßte Füllmaterial eine durch den Strom und durch die Dauer des Stromflusses bestimmte Temperatur, die so festgelegt wird, daß der beabsichtigte Sinterprozeß eintritt. Der Vorgang ist etwa mit dem bekannten Fritter zu vergleichen, der in den Anfängen der Funktechnik eine Rolle spielte.The operation of the device according to the invention is as follows: After the die 5 has been filled, the lever of the control valve 11 is brought into the P position. The hydraulic drive compresses the metal powder as far as it has been determined beforehand on the spring-loaded valve 13 by setting the response pressure. The contact manometer 15 is also set to this pressure and, once the setpoint has been reached, sends the switch-on pulse to the alternating current switching device 23-. This now enables the flow of current for the duration set on the timer 25, the current being limited to the value that has been regulated on the controller 24. An ammeter is denoted by 26. The secondary winding 21 of the transformer is short-circuited via the compressed metal powder of the mold 4, 5. When the current passes through, the compressed filler material reaches a temperature determined by the current and by the duration of the current flow, which temperature is determined in such a way that the intended sintering process occurs. The process can be compared with the well-known fritter, which played a role in the early days of radio technology.

Claims

Patent claims:

1. Device for the production of press parts from metal powder under pressure and heating by an electric current flowing through the mold and the press part, characterized in that that the mold is made of electrically good conductive material, its punch and their dies only have conductive surfaces at the points that are exposed to the metal powder to be pressed opposite.

2. Device according to claim 1, characterized in that that punch and die of the mold are each connected to a terminal of the secondary winding of a single-phase transformer are, the primary side via an alternating current switching device with ignition pin-controlled discharge vessels is due to the feeding network.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the AC switching device after reaching the required pressure, for example by a Contact pressure gauge, is switched on.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the size and duration of the current at a switching device can be selected Limits are adjustable.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that the mold in is arranged in a protective gas atmosphere.

Referred publications:
British Patent No. 289,477;
Elektrowärme magazine, March 1942, p. 36.

1 sheet of drawings