DEP0009606DA - Verfahren zum Pressen von insbesondere dünnwandigen Hohlkörpern aus Metallpulver - Google Patents

Description

Das Pressen von Hohlkörpern aus Metallpulvern oder anderen Pulvern ist mit den bisher angewandten Verfahren der Preßtechnik nur bis zu verhältnismäßig geringer Höhe möglich, wenn man im ganzen Preßling eine hinreichend gleichmäßige Dicht erzeugen will. Die Höhe des Preßlings ist umso kleiner, je geringer die Wandstärke ist. Die Wandreibung der Preßstempel, die innere Reibung des Pulvers und die Reibung des gepreßten Pulvers an Matrize und Mitteldorn sind schließlich so groß, daß eine weitere Verdichtung der unteren Zone bei einseitiger Pressung von einem gewissen Zeitpunkt bzw. Preßdruck ab nicht mehr stattfindet.

Alle nach den bekannten Verfahren gepreßten Körper haben daher eine dichte Zone in der Nähe der Preßstempel und, je nach der Wandstärke mit der Entfernung vom Preßstempel abnehmend, eine Zone geringerer Dichte. Die Preßhöhe eines mit pulver-metallurgischem Wege hergestellten Körpers, welcher nach einen der bisherigen Verfahren hergestellt wurde, wird also durch das Verhältnis

Wandstärke zur Höhe des Preßlings bestimmt und kann durch Beifügung von Gleitmitteln verbessert werden, welche die innere Reibung der Pulverteilchen wie auch die Wandreibung des Preßlings vermindern. Aus den hier aufgezeigten Eigenschaften und Vorgängen ergibt sich nun, daß eine Möglichkeit gefunden werden muß, den Verdichtungspreßdruck sowohl in senkrechter als auch waagerechter Richtung auf das Metallpulver einwirken zu lassen, um die geschilderten Nachteile zu beseitigen.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt hierfür eine verblüffend einfache Lösung dar, welche darin besteht, für den Preßvorgang konische Stempel anzuwenden. Hierbei ergibt sich zwangsläufig, daß der als Ober- oder Unterstempel wirkende konische Preßstempel auch die innere oder äußere Begrenzung des zu pressenden Körpers übernehmen muß derart, daß der Mittelstempel oder der Matrizenmantel dem Preßstempel bei dessen Wirksamwerden ausweichen. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet auch bei der Herstellung von dickwandigen stark konischen Preßlingen Vorteile, die darin bestehen, daß eine gleichmäßigere Verdichtung erreicht und der Aufbau der Gesenke vereinfacht wird.

Die Erfindung soll anhand einiger in der Zeichnung ganz schematisch dargestellter Preßvorgänge näher erläutert und beschrieben werden. Es zeigt:

Abb. 1 die Herstellung einer innen konischen Hülse,

Abb. 2 ein Herstellungsverfahren eines topfförmigen, innen konischen Hohlkörpers,

Abb. 3 die Herstellung einer außen konischen Hülse und

Abb. 4 das Verfahren zur Herstellung einer außen konischen Hülse mit Flansch.

Zum Pressen eines Zylinders von z.B. 30 mm Länge mit einer Wandstärke von etwa 0,5 mm am oberen und 2,5 mm am unteren Ende, der außen zylindrisch und dessen Innenfläche konisch ist, wird gemäß Abb. 1 ein Gesenk 1 mit einem in ähnlicher Form bekannten Mitteldorn 2 verwandt. Der Raum ringförmigen Querschnittes zwischen Gesenk 1 und Mitteldorn 2 wird mit Metallpulver angefüllt. Der Mitteldorn 2 ist nun in der Weise gelagert, daß er dem außen konischen oberen Stempel 4 ausweicht, wenn letzterer bei seiner Abwärtsbewegung auf den Mitteldorn 2 aufsetzt. Die Verdichtung des Metallpulvers geschieht dann in der Weise, daß der untere Stempel 3 ringförmigen Querschnittes von unten nach oben drückt, der obere Stempel 4 aber von oben nach unten und gleichzeitig von innen nach außen verdichtet.

Der gemäß Abb. 1 hergestellte Körper kann in ähnlicher Weise auch als innen konischer Zylinder mit Boden, d.h. also in Topfform gepreßt werden. Zu diesem Zweck steht der Mittelstempel 2 bei der Füllung der Matrize unter der oberen Fläche der Matrize 1 zurück, so daß sich zwischen dem ausweichenden Mittelstempel 2 und dem konischen Oberstempel 4 Pulver befindet, welches für die Herstellung des Topfbodens verwendet wird. Im übrigen gleicht dieses Verfahren demjenigen gemäß Abb. 1.

Zum Pressen eines Zylinders von etwa gleichen Abmessungen wie bei Abb. 1 angegeben, bei welchem jedoch die Außenfläche konisch und die Innenfläche zylindrisch sind, wird eine Matrize 1 mit Mittelstempel 2 ähnlich der Abb. 1 mit Pulver gefüllt. Der Oberstempel 4 ist hierbei hohl und innen konisch. Beim Beginn des Preßvorganges setzt dieser Oberstempel 4 auf die Matrize 1 auf und drückt diese, da sie federnd gelagert ist, zurück. Der Unterstempel 3 übernimmt wiederum die Verdichtung von unten nach oben und der Oberstempel 4 eine Verdichtung von oben nach unten, gleichzeitig aber auch von außen nach innen.

Beim letzten Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 besitzt die äußere Matrizenbegrenzung eine flanschartige Eindrehung, welche vor Beginn des Preßvorganges mit Metallpulver gefüllt wurde. Der hohle Oberstempel 4 ist wiederum innen konisch und setzt mit einer ringförmigen Fläche auf die gefüllte Eindrehung auf. Die Wirkungsweise ist analog derjenigen nach Abb. 3. Es entsteht ein außen konischer Körper mit Flansch.

Um die richtige Abstufung der Dichten untereinander zu erhalten, ist es notwendig, von Fall zu Fall die Verdichtungswege des Oberstempels 4 und/oder des Unterstempels 3 wie auch die Bewegung der Matrize 1 und des Mitteldornes 2 entsprechend festzulegen.

Die sämtlichen beschriebenen Herstellungsverfahren ergeben Preßlinge, welche entweder innen oder außen konisch sind. Die Erfindung sieht nun zur Erzeugung vollzylindrischer Körper einen weiteren Preßvorgang vor, welcher kalt oder warm durchgeführt, die Konizität beseitigt. Gemäß der Erfindung soll dann die Dichte in dem konischen Preßling so reguliert worden sein, daß in dem schließlich erhaltenen zylindrischen Preßling die Dichte in allen Zonen annähernd gleich ist.

Claims (2)

1.) Verfahren zum Pressen von insbesondere dünnwandigen Hohlkörpern aus Metallpulver über den Dorn, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung des Pulvers unter Anwendung einer vertikalen und einer horizontale Druckkomponente durch konische Ausgestaltung der Innen- oder Außenflächen der Preßwerkzeuge bewirkt wird.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, zur Herstellung zylindrischer Körper, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Preßling vermittelte Konizität in einem weiteren kalt oder warm durchzuführenden Preßgang beseitigt wird.