DE976386C

DE976386C - Device for producing metal, in particular hard metal alloys

Info

Publication number: DE976386C
Application number: DEC7609A
Authority: DE
Inventors: Adolf Conrad
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-05-23
Filing date: 1953-05-23
Publication date: 1963-08-01

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Metall-, insbesondere Hartmetall-Legierungen durch Heißdrucksintern, bei der die als Rohr ausgebildete, widerstandsbeheizte Matrize mit zwei gegenseitig verschiebbaren Preßstempeln, an den Stirnseiten an entsprechend ausgebildete Elektroden angeschlossen ist.The invention relates to a device for producing metal, in particular hard metal alloys by hot pressure sintering, in which the resistance-heated die designed as a tube with two mutually displaceable rams, on the end faces of appropriately trained Electrodes is connected.

Es sind bereits hohlzylindrische Matrizen der erwähnten Art bekannt, deren Stirnflächen konisch abgeschrägt sind und mit entsprechenden konischen Kontaktplatten in Verbindung stehen. Der Nachteil solcher Matrizen besteht darin, daß diese an ihren stirnseitigen Enden infolge des dort vorhandenen verhältnismäßig hohen Übergangswiderstands zu den Elektroden einen hohen Abbrand erfahren, während andererseits im Mittelpunkt der Matrize, wo sich das zu sinternde Material befindet, infolge zu geringer Stromdichte keine genügende Erwärmung entsteht.There are already hollow cylindrical matrices of the ones mentioned Art known whose end faces are tapered and with corresponding conical Contact plates are in connection. The disadvantage of such matrices is that they are attached to their front ends due to the relatively high transition resistance existing there the electrodes experience a high level of burn-off, while on the other hand in the center of the die, where the material to be sintered is located, insufficient heating due to insufficient current density arises.

Bei der Matrize gemäß der Erfindung soll nicht nur ein übermäßiger Abbrand an den Stirnseiten infolge eines besseren Stromübergangs zu den Elektroden hin vermieden, sondern gleichzeitig im Sinterbereich die Erzeugung größtmöglicher Tem-In the case of the die according to the invention, there should not only be excessive burn-off on the end faces avoided due to a better current transfer to the electrodes, but at the same time im Sintering area the generation of the greatest possible temperature

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peraturen sichergestellt werden, wobei für eine stabile Lage der Matrize in den Elektroden gesorgt ist. Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß die Matrize au ihren Stirnseiten wulstförmige Verdickungen besitzt und die Kontaktflächen der Verdiekungen zur- Matrizenachse geneigt angeordnet'.sin'dr.Dadurch ergeben sich die Vorteile einer langen Lebensdauer der Matrize sowie einer ausgezeichneten Qualität des erzeugten Sinterwerk-Stücks. temperatures are ensured, with a stable position of the die in the electrodes being ensured is. This is achieved according to the invention in that the die is bead-shaped on its end faces Has thickenings and the contact surfaces of the thickenings are arranged inclined to the die axis there are advantages of a long life of the die as well as an excellent one Quality of the sintered work piece produced.

Es ist auch eine Vorrichtung zum Herstellen von Formstücken aus Hartmetall durch Sintern bekannt, bei welcher in der Matrize eine größere Anzahl von zylindrischen Hohlräumen vorgesehen ist. Diese werden mit dem zu sinternden Werkstoff ausgefüllt, auf den die Preßstempel wirken. Die Matrize ist mit zwei seitlichen eingeschnürten Fortsätzen zwischen als Elektroden ausgebildeten Backen gehalten. Die Stromzuführung verläuft somit quer zur Längsachse der Matrize. Bei dieser Vorrichtung herrscht die Höchsttemperatur im Bereich der Einschnürungen der Fortsätze, d. h. außerhalb des Bereichs des zu behandelnden Werkstoffes. Damit werden aber die herzustellenden Metall-Legierungen nicht den gleichen Temperaturen ausgesetzt. Die größte Wärmeentwicklung liegt außerhalb des Arbeitsbereichs der Preßstempel. Bei der bekannten Vorrichtung muß die Matrize sowohl zu den Elektroden als auch zu den -Preßstempeln hin genau eingestellt sein, was schwierig zu--erreichen ist. Außerdem ist die Stromführung in der Matrize" völlig anders als bei Matrizen gemäß der Erfindung. .There is also known a device for producing shaped pieces from hard metal by sintering, in which a larger number of cylindrical cavities are provided in the die is. These are filled with the material to be sintered, on which the ram act. the The die is designed as electrodes with two laterally constricted extensions Cheeks held. The power supply thus runs transversely to the longitudinal axis of the die. At this Device, the maximum temperature prevails in the area of the constrictions of the appendages, i. H. outside the range of the material to be treated. But that means that the Metal alloys are not exposed to the same temperatures. The greatest heat development lies outside the working area of the ram. In the known device, the die must both to the electrodes as well as to the pressing punches be precisely tuned to what is difficult to achieve. In addition, the current management is in the Die "completely different from the dies according to the invention.

Ein weiterer Nachteil bekannter Matrizen besteht darin, daß an deren frei liegender äußerer Oberfläche infolge Zutritts von Sauerstoff ein starker Abbrand auftritt. Bei den bekannten Matrizen ist zwar dieser Abbrand in gewissem" Umfang noch, tragbar, weil die Wandstärke in dem Bereich zwisehen den Elektroden im wesentlichen konstant ist. Bei einer Matrize nach der Erfindung, bei der die Wandstärke im Mittelpunkt geringer als an den stirnseitigen Enden ist, ergibt sich noch in größe^ rem Maß die Forderung einer guten Abschirmung des Matrizenkörpers gegenüber dem Zutritt von einen Abbrand verursachendem Sauerstoff. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird diese Problemstellung dadurch gelöst, daß die Matrize zwecks Verhinderung des Zutritts von Sauerstoff durch einen konzentrisch zur Matrizenlängsachse angeordneten Flammenring abgeschirmt ist. Es ist zwar bekannt, Flammenvorhänge bei normalen Sintervorrichtungen zum Schutz des ein-' gebrachten Sintergutes in Muffelöfen zu verwenden. Die besondere Ausbildung und Anwendung dieser bekannten Einrichtung bei Heißdrucksintervorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung bietet jedoch besondere Vorteile hinsichtlich einer Verringerung des Abbrandes und ermöglicht es, dieselbe Matrize für die Herstellung einer großen Anzahl von Sinterwerkstücken zu verwenden.There is another disadvantage of known matrices in the fact that on their exposed outer surface due to the ingress of oxygen a strong Burn-off occurs. In the case of the known matrices, this burn-off is still to a certain extent, portable because the wall thickness in the area between the electrodes is essentially constant. In a die according to the invention, in which the wall thickness in the center is less than at the front ends, there is still a greater need for good shielding of the die body against the ingress of oxygen causing burn-up. at A preferred embodiment of the invention, this problem is solved in that the Die to prevent the ingress of oxygen through a concentric to the longitudinal axis of the die arranged flame ring is shielded. It is known to have curtains of fire at normal sintering devices to protect the introduced sintered material in muffle furnaces. The special design and application of this known device in hot pressure sintering devices however, according to the present invention, offers particular advantages in terms of reduction the burn-off and makes it possible to use the same die for the production of large numbers to be used for sintered workpieces.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind im Zusammenhang mit der folgenden' Beschreibung sowie der Zeichnung näher erläutert, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schnitt darstellt.Further details and advantages of the invention are in connection with the following description and the drawing explained in more detail, which shows an embodiment of the invention in Section represents.

ι ist die Matrize, die als Rohr ausgebildet ist und im Innern das zu behandelnde Material 9 aufnimmt. Die Matrize ist an ihren Stirnseiten wulstförmig verdickt und wird mit diesen Verdickungen unmittelbar an die stromzu- und -abführenden Teile angeschlossen. Im Innern der Matrize 1 sind zwei Preßstempel 2 angeordnet. Die Matrize wird zwischen die Haltebacken 3 eingespannt, die wiederum an gekühlte Elektroden 4 angeschlossen sind. 5 sind axial verschiebbare Zwischenstempel. Die Stromzuführung zu den Elektroden 4 erfolgt über die Elektrodenringe 6. Die Haltebacken 3 werden durch winkelförmige Halterungen 7 an den Elektroden 4 angeschlossen. Gleichzeitig können an dieser Stelle Rohre 8 vorgesehen sein, durch die ein brennbares Gas 'zugeführt wird. Damit kann um die Matrize 1 ein Flammenring herumgelegt werden, der den Zutritt von Sauerstoff verhindert.ι is the die, which is designed as a tube and accommodates the material 9 to be treated inside. The die is thickened in the shape of a bead on its end faces and is made with these thickenings directly connected to the current supply and drainage parts. Inside the die 1 are two ram 2 arranged. The die is clamped between the holding jaws 3, which are in turn connected to cooled electrodes 4. 5 are axially displaceable intermediate punches. Power is supplied to the electrodes 4 via the electrode rings 6. The holding jaws 3 are connected to the electrodes 4 by angular brackets 7. At the same time you can pipes 8 through which a combustible gas is fed in at this point. So can A flame ring can be placed around the die 1, which prevents the entry of oxygen.

10 sind weitere, von außen angreifende Preßstempel, die auf die Zwischenstempel 5 einwirken.10 are further press rams that act from the outside and act on the intermediate rams 5.

Die Haltebäcken 3 können durch Federn gegen die Elektroden 4 gepreßt werden.The holding jaws 3 can be pressed against the electrodes 4 by springs.

Die Haltebacken 3 mit den daran angeschlossenen Elektroden 4 können in axialer Richtung voneinander wegbewegt werden. Es können noch Federn vorgesehen- sein", die bestrebt sind, die Teile nach Freigäbe "aneinander heranzuführen.The holding jaws 3 with the electrodes 4 connected to them can be separated from one another in the axial direction be moved away. There can still be provided springs "which strive to the parts after Approvals "to bring them closer together.

Die Erfindung zeigt den Vorteil, daß die Matrize, die einem besonders höhen Verschleiß ausgesetzt ist, leicht ausgetauscht werden kann, daß -sie andererseits leicht in die Vorrichtung einsetzbar ist. Auch die übrigen Teile der Vorrichtung können in einfachster Weise ausgetauscht und ersetzt werden.The invention has the advantage that the die, which is subject to particularly high wear is exposed, can easily be exchanged, that on the other hand, they can easily be inserted into the device is. The remaining parts of the device can also be exchanged and replaced in the simplest possible manner be replaced.

' Durch den Flammenring, der aus den Rohren 8 herausströmt und sich als zylindrische Wandung um die Matrize 1 legt, wird gleichzeitig auch der Sauerstoff von dem in der Matrize 1 zu behandelnden Material ferngehalten.'By the flame ring that flows out of the tubes 8 and as a cylindrical wall around the die 1, the oxygen to be treated in the die 1 is also removed at the same time Material kept away.

Durch die Preßstempel 10 kann ein beliebig hoher Druck auf die Zwischenstempel 5 und damit auf die im Innern der Matrize sitzenden Preßstempel 2 ausgeübt werden.Through the ram 10 can be any high pressure on the intermediate die 5 and thus be exercised on the press ram 2 seated inside the die.

Claims

110 PATENT CLAIMS:

1. Device for the production of metal, in particular hard metal alloys by Hot pressure sintering, in which the resistance-heated die designed as a tube with two mutually displaceable in her press rams on the end faces of appropriately trained Electrodes is connected, characterized in that the die on its end faces Has bead-shaped thickenings and the contact surfaces of the thickenings to the longitudinal axis of the die are arranged inclined.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the die (1) to prevent the entry of oxygen through a concentric surrounding the press tool

trically to the central longitudinal axis arranged flame ring (8) is shielded.

Considered publications:
German patent specifications No. 289864, 430057,

657093, 685115, 736962, 851553, 870185;
British Patent No. 431,509;
U.S. Patent Nos. 2,133,495, 2,195,297, 355,954, 2372605;

Schwarzkopf, "Powder Metallurgy", 1947, Pp. 76, 77;

Fiat (Field Information Agencv Technical) Final Report No. 772, 17 6. 1942, p 5, 17 to 19.

Goetzel, Treatise on Powder Metallurgy, Vol. I, 1949, p. 479;

The Iron Age, June 21, 1951, pp. 90, 91;

Journal »Stahl und Eisen«, 71 (1951), No. 21 from October 11, 1951, p. 1093, image 50.

1 sheet of drawings

& 509 704/111 4.56 (309 651/5 7.63)& 509 704/111 4.56 (309 651/5 7.63)