DE974855C - Einrichtung zur Herstellung von Sinterkoerpern - Google Patents

Description

Unter der Bezeichnung »selbstschmierende Metalle« haben in den letzten Jahren Werkstoffe Eingang in die Technik gefunden, die aus Mischungen verschiedener Metallpulver unter Zusetzung von Graphit nach einem Heißpreßverfahren hergestellt werden. Sie finden Verwendung als Gleitlager, Stopfbuchspackungen, Kolbenringe, Ventilführungen und anderen Abdichtungen oder Gleitelementen.

Die Herstellung der genannten Werkstoffe ging nach dem bisher üblichen Verfahren wie folgt vor sich:

Die Pul Vermischung wird in eine Matrize gefüllt und kalt gepreßt. Anschließend wird die Matrize einschließlich Ober- und Unterstempel mit dem Preßling in einem Ofen auf etwa 700 bis 900⁰ C erwärmt und dann sofort unter die Presse gebracht, wobei der Körper unter gleichzeitiger Abkühlung der Matrize nachgepreßt wird und unter Preßdruck zum Erkalten kommt. Statt einer Erwärmung in dem Ofen kann die Matrize mit dem Preßling auch induktiv erwärmt werden.

Die Durchführung dieses Verfahrens ist aber sehr umständlich und die Einhaltung konstanter Arbeitsbedingungen äußerst schwierig. Das Pressen muß in dem Augenblick erfolgen, wenn die Matrize bereits kalt, der Preßling aber noch rotwarm ist. Preßt man zu früh, so wird die dann noch warme Matrize durch den Preßdruck aufgebaucht, so daß sich der Preßling nicht mehr auswerfen läßt und die Matrize zerstört ist. Wird zu spät gepreßt, dann ist der Preßling schon zu kalt, um genügend dicht und fest zu werden. Das Verfahren erfordert

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außerdem eine große Zahl von Gesenken, die wegen der dauernden Erwärmung und Abkühlung nur eine kurze Lebensdauer besitzen.

Nach einem anderen Verfahren wird der vorgepreßte und in einem Ofen erwärmte Rohling durch eine seitliche Öffnung in der Matrize unter den Stempel geschoben und dann verpreßt. Schwierigkeiten bereitet aber eine solche Vorrichtung wenn das Erwärmen und Pressen zur Verhütung ίο des Oxydierens unter Luftabschluß erfolgen soll. Auch hierfür sind zwar Vorrichtungen bekannt, bei denen der gesamte Erwärmungsvorgang z. B. auf elektrischem Wege und das anschließende Pressen unter einer evakuierten oder mit Schutzgas angefüllten Haube stattfindet. Für eine Massenfertigung ist aber dieses Verfahren zu umständlich und zeit-' raubend.

Es ist weiterhin bekannt, einen mittels Druck und bei etwa 8oo° C eingeleiteter Sinterung geformten Pulvermetallrohling zwischen Elektroden innerhalb einer Preßvorrichtung einzuspannen, im Vakuum auf etwa 1400⁰ C zu erhitzen und anschließend den hocherhitzten Rohling mittels eines Schlages in eine Matrize zu treiben, zu verdichten und zusammenzuschweißen. Mit einer derartigen Maßnahme ist es allerdings nicht möglich, die Gegenstände wirtschaftlich herzustellen und der Einrichtung die erforderliche Leistung zu geben. Die Presse kann während der Erhitzungszeit nicht ausgenutzt werden. Will man Gegenstände mit mittlerem oder großem Volumen erhitzen, so vergeht bei diesem vorbekannten Verfahren erhebliche Zeit, bis der Rohling verpreßt werden kann. Dabei ist die zusätzliche Schwierigkeit gegeben, daß die zwangläufig miterhitzten Preßteile wieder abgekühlt werden müssen, um die Pressung zu vollenden. Auch das Anordnen des Rohlings innerhalb der Preß- und Erhitzungsvorrichtung bietet erhebliche Zeitverluste, da eine Vakuumglocke laufend festgespannt und gelöst werden muß. Dabei ist die Zentrierung des Rohlings in der Preßvorrichtung nicht gesichert; denn die den Rohling haltenden Elektroden sind lediglich unter Federdruck gegeneinandergepreßt.

Die Erfindung hat nun eine Vorrichtung zum Gegenstand, bei der die angeführten Mangel beseitigt sind und eine wirtschaftliche Herstellung der Preßkörper in Reihenfertigung gut möglich ist. Nach der Erfindung wird dies durch eine während des Erwärmens einen oder mehrere der vorgepreßten Formlinge aufnehmende, aus einem dünnwandigen Rohr bestehende, gegen Luftzutritt mittels Stopfen od. dgl. abgedichtete Büchse erreicht, die in der Achsrichtung des Preßstempels unmittelbar auf das Kaltpreßgesenk in dessen Achsrichtung aufsetzbar ist, aus der die Formlinge durch den Preßstempel in die Matrize eingeschoben und in ihr nachverdichtet werden. In einer solchen Vorrichtung können auch gleichzeitig mehrere Preß-6a körper auf einmal erwärmt und warm nachgepreßt werden, wenn sie z. B. durch zwischengelegte, mit Graphit bestrichene Stahlplättchen voneinander getrennt werden.

An Hand der Zeichnung wird die Vorrichtung gemäß der Erfindung beispielsweise im einzelnen 6g erläutert:

Die Vorrichtung besteht aus einem dünnwandigen Rohr 2, in dem, gegen Luftzutritt abgedichtet, die warm nachzupressenden Formlinge 1 auf Warmpreßtemperatur erhitzt werden. Dieses Rohr ist zentriert, d. h. achsgleich auf die Matrize 3 aufsetzbar, so daß mittels des heruntergehenden Stempels 4 die erhitzten Formlinge unter Luftabschluß in die kalte, notwendigenfalls gekühlte Matrize geschoben und dort sofort gepreßt werden können. Während dieses Warmnachpressens erkalten die Formlinge. Nach Entfernen des Unterstempels 5 können die fertigen Formlinge dann ausgestoßen werden. Nach Aufwärtsbewegen der Stempel kann dann das Rohr 2 durch ein inzwischen neu erwärmtes Rohr ausgewechselt werden, damit das Spiel von neuem beginnt.

Diese Vorrichtung bietet gegenüber den bisher bekannten folgende Vorteile:

1. Das Rohr ist während der Fertigung keinem Druck ausgesetzt und kann daher dünnwandig ausgeführt werden. Hierdurch ist eine schnellere Erwärmung des Formlings möglich.

2. Die Matrize wird nicht mehr erhitzt und abgeschreckt. Der Verschleiß ist daher gering, und die Maßhaltigkeit der Formlinge kann besser eingehalten werden.

3. Die zum Warmnachpressen erforderliche Temperatur kann mit Sicherheit eingehalten werden.

4. Die Formlinge können automatisch gepreßt und die fertigen Formlinge automatisch ausgeworfen werden, wodurch eine bedeutende Leistungssteigerung möglich wird.

5. Eine Wasserkühlung kann bei kleineren Formlingen ganz in Fortfall kommen.

6. Es ist möglich, zahlreiche Wärmebüchsen gemeinsam zu erhitzen und bei Bedarf aus dem Ofen herauszunehmen und in die Preßeinrichtung einzusetzen.

7. Die Wärmebüchse bietet die Möglichkeit, den Rohling mit raschen Handgriffen innerhalb der Preßeinrichtung zu zentrieren, und sie schützt überdies den Rohling vor Oxydation.

8. Die Preßwerkzeuge erfahren keine durch die Erwärmung des Rohlings bedingte Erhitzung.

Da Erhitzung und Verpressung an verschiedenen Stellen erfolgen, kann in einem Zuge gearbeitet werden, so daß die Leistung entsprechend hoch ist. Die neue Vorrichtung ist in ihrer Anwendung nicht nur auf das Herstellen der obenerwähnten selbstschmierenden Metalle " beschränkt, sondern kann ganz allgemein für alle im Wärmpreßverfahren hergestellten Sinterwerkstoffe verwendet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Einrichtung für ein Verfahren zum Herstellen von Sinterkörpern, insbesondere für selbst-

   schmierende Maschinenteile, bei dem aus Metallpulver kalt vorgepreßte Formlinge erwärmt und mit einem Preßstempel in einer kalten Matrize nachverdichtet werden, gekennzeichnet durch eine während des Erwärmens einen oder mehrere der vorgepreßten Formlinge aufnehmende, aus einem dünnwandigen Rohr bestehende, gegen Luftzutritt mittels Stopfen od. dgl. abgedichtete Büchse, die in der Achsrichtung des Preßstempels unmittelbar auf das Kaltpreßgesenk in dessen Achsrichtung aufsetzbar ist, aus der die Formlinge durch den Preßstempel in die Matrize eingeschoben und in ihr nachverdichtet werden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Britische Patentschrift Nr. 434830; schweizerische Patentschrift Nr. 194 805 ;

   Buch von Kieffer und Hotop, »Sintereisen und Sinterstahl«, Wien, Springer-Verlag, 1948, S. 251 und 363;

   Buch von Kieffer und Hotop, »Pulvermetallurgie und Sinterwerkstoffe«, 1943, S. 58 und 285; »Steel«, 1941, Vol. 108, S. 76, 78 und 94.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 109 575/291 5.61