EP0013747A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Strangpressen elektrisch-leitfähiger, granulierter, vorzugsweise pulvermetallurgischer Werkstoffe - Google Patents

Vorrichtung zum kontinuierlichen Strangpressen elektrisch-leitfähiger, granulierter, vorzugsweise pulvermetallurgischer Werkstoffe Download PDF

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EP0013747A1
EP0013747A1 EP79105276A EP79105276A EP0013747A1 EP 0013747 A1 EP0013747 A1 EP 0013747A1 EP 79105276 A EP79105276 A EP 79105276A EP 79105276 A EP79105276 A EP 79105276A EP 0013747 A1 EP0013747 A1 EP 0013747A1
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EP
European Patent Office
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die
flow channel
compression stroke
mouthpiece
punch
Prior art date
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EP79105276A
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Klaus Lichtinghagen
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Federal Mogul Deva GmbH
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Glacier GmbH Deva Werke
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B11/00—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses
    • B30B11/22—Extrusion presses; Dies therefor
    • B30B11/26—Extrusion presses; Dies therefor using press rams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/20—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding

Definitions

  • the invention relates to a method for the continuous extrusion of electrically conductive, granulated, preferably powder-metallurgical materials, in which the material is introduced into a die, by means of continuous strokes of a punch in a die-flow channel against a section built up by a section of the strand already compacted there Frictional resistance is compressed, pushed under the pressure of the compression stroke in the die flow channel, sintered with heating by electric currents and extruded through a mouthpiece attached to the end of the flow channel.
  • the invention further relates to a device for carrying out a method for the continuous extrusion of electrically conductive, granulated, preferably powder-metallurgical materials, in particular for carrying out a method of the type mentioned at the outset, with a die which has a die passageway for pushing the material through, with a plunger for compacting and pushing the material in the passageway and for pressing out the strand of material via a mouthpiece attached to the end of the die, and with a device for Heating of the material in the flow channel through electrical currents.
  • a method according to the preamble of claim 1 is known (German specification No. 27 33 009), in which the powder-metallurgical material to be processed is continuously extruded in a die, within a certain range in which the sintering of the compacted material take place should, the material is heated by induction.
  • the inductive eddy currents generated in the process for heating the already compacted strand of material however, mainly lead to the heating of the metallic dies used and are only generated to a small extent on the surface of the conductor strand.
  • the heating of the entire strand required for sintering thus takes place essentially purely by heat conduction from the die or from the outer surface of the strand into the interior of the strand.
  • induction heating is also limited to the location where the electromagnetic field of the inductive heating system acts on the line. Furthermore, a fairly large space requirement is provided for the relatively complex induction heating.
  • inductive heaters are also not for all electrically conductive materials can be used, but only for those that can be magnetized.
  • the object of the invention is to improve a method of the type mentioned at the outset so that, in its application, processing of all electrically conductive materials is possible, heating of the strand located in the die, which is more uniform than that of inductive heating, can be carried out across all conductor cross sections and, in addition, increasing heating of the strand of material with decreasing degree of compaction can be achieved, at the same time keeping the outlay on equipment particularly low.
  • the object on which the invention is based is achieved in a method according to the preamble of patent claim 1 in that the heating for sintering is carried out along the entire material located between the punch and the mouthpiece in the die through-channel by generating a current flowing in this section of material and directed in the longitudinal direction of the strand becomes.
  • a directed current flow is generated within the strand of material in the die, which flows across all conductor cross sections in the longitudinal direction of the strand and thereby also heats internal conductor cross sections with ease. In this way, very uniform heating can be achieved across all conductor cross-sections for every electrically conductive material.
  • the invention makes use of the knowledge that electrically conductive materials such as metals, metalloids or so-called "second class conductors" (eg graphite) have a significantly increasing electrical resistance with decreasing density. This is due to the fact that, as the density decreases, the contact points of neighboring particles become smaller and the flow of current increases a higher resistance is opposed. The losses that occur are almost exclusively converted into thermal energy. Taking advantage of this knowledge, the method according to the invention exploits the possibility of compressing the powder metallurgy products used under pressure and at the same time acting temperature in such a way that the highest strengths can be achieved for the strand produced.
  • second class conductors eg graphite
  • the method according to the invention allows the increasing inherent resistance of electrically conductive materials with decreasing density to be exploited for the self-heating of the materials, taking advantage of the high thermal compressive strength of ceramics and their electrical insulation properties.
  • the temperature within the compacted strand drops sharply from the pressure ram to the mouthpiece because the highest compression is already present in the area of the mouthpiece and at the same time there is excellent contact closure.
  • a very strong self-heating is generated precisely within this material to be compacted during the pressing process and thus enables sintering under pressure, which leads to the remarkable strength properties of the process produced according to the invention Stranges leads.
  • a particularly simple way of generating the desired directed current flow within the tool strand in the die is achieved in that the current flow in the material is generated by applying a voltage between the mouthpiece and the punch.
  • the flow of current can be initiated and terminated automatically at the beginning or end of the compression stroke at the same time with only a small outlay in terms of equipment when moving the plunger up and down.
  • the current flow is not triggered simultaneously with the first contact of the pressure stamp with the material to be compressed, which is located at the top of the die, but only when the stamp is already approximately on each compression stroke has covered half of its maximum compression path. This prevents the powder from burning on the contacts (stamp, mouthpiece), for example due to a sparkover.
  • the current flow is interrupted either at the end of each compression stroke or, sometimes particularly preferably, only for an adjustable period of time after the compression stroke has ended.
  • a voltage of 2 to 5 volts is used as the voltage for the heating current, which voltage can be transformed down from the usual mains voltage without difficulty while simultaneously increasing the current flow.
  • the flow of flow be switched on only after the compression stroke has started and only switched off after the compression stroke has ended. It is advantageous if the duration of the time periods between switching on the current flow and beginning of the compression stroke and / or switching off the current flow and end of the compression stroke can be set.
  • the point in time at which the current flow is switched on depends on a representative value for the degree of compression of the material below the stamp, that is to say the material between the stamp and the upper end of the already compacted one, which is located in the die passage Strange is set: when using the upper punch as a counter contact, it is recommended, for example, to switch on the electrical current first, when the material to be compressed has reached approximately 50% of the achievable density.
  • Another advantageous possibility for adapting the method according to the invention to the special circumstances of the individual case is that the speed of the stamp or the strength of the current flow through the material is changed in a controlled manner during the compression stroke. If one changes the strength of the current flow, then the current flow is preferably increased with increasing stroke of the stamp.
  • the device according to the invention is based on a device for continuous extrusion of electrically conductive, granulated, preferably powder-metallurgical materials, with a die which has a die through-channel for pushing through the material, further with a punch for compacting and pushing the material in the through-channel and for Pressing the strand of material through a mouthpiece attached to the end of the die, and with a device for heating the material in the through-channel by means of electrical currents.
  • the stamp and the mouthpiece are connected to the poles of a voltage source for heating the material in the flow channel and the wall of the flow channel consists of an electrically non-conductive material.
  • a switching device is preferably provided, by means of which the electrical voltage can only be applied to the plunger and the mouthpiece after the start of the compression stroke. Furthermore, it is recommended that the material of the wall of the flow channel consists of a ceramic material, preferably silicon nitride or aluminum oxide.
  • the device according to the invention is preferably provided with a stamp consisting of a centrally arranged central mandrel and an upper stamp which is movable and arranged around it and which is intended to compress the material in the die, the upper stamp consisting of electrically conductive material and with is connected to the one pole of a voltage source, while the central mandrel has a wall made of electrically non-conductive material along the region that comes into contact with the strand of material in the flow channel. This achieves electrical insulation of the central mandrel with high inherent strength under temperature.
  • the rest of the central mandrel is preferably made of steel, this steel core should be equipped with additional cooling approximately radially inside the ceramic sleeve to maintain the inherent strength of the central mandrel.
  • the upper punch here represents the counter contact required for the current flow.
  • the upper punch is preferably attached to an intermediate plate, which in turn is supported on a head plate connected to the central mandrel with the interposition of an elasticity.
  • the elasticity between the top plate and the intermediate plate has plate springs whose contact surfaces on the intermediate plate are made of thin-walled, electrically non- conductive sleeves exist. It is essential that electrical insulation between the top plate and intermediate plate is always maintained.
  • the top plate and intermediate plate are held in a relaxed state at a certain stroke distance, the spring force preferably being designed so that after approx. 30% of the maximum stroke distance the required pressing force for the annular cross section is reached and then up to a maximum of 1 Can increase 5 times the calculated compression pressure.
  • the non-conductive wall of the central mandrel is made shorter than the length of the area of contact between the central mandrel and the material and the central mandrel can in turn be connected to the corresponding pole of the voltage source after the current supply has been switched off by the upper punch.
  • the central mandrel can be switched as a current-carrying pole after the current supply to the upper punch has been switched off.
  • This has the advantage that a current still flows in the already compacted material and a corresponding heating takes place.
  • the amplitude of the likely sinusoidal temperature profile is somewhat weakened during the pressing process.
  • guides for the relative movement of the two plates relative to one another are provided between the head plate and the intermediate plate. These guides preferably consist of (hardened) steel bolts fastened to the head plate, which extend through the thin-walled sleeves fitted in the intermediate plate. Again, it is essential that the electrical insulation between the head plate and intermediate plate is always maintained despite the guides and the interposed elasticity.
  • Another device is based on a device for carrying out a method for the continuous extrusion of electrically conductive, granulated, preferably powder-metallurgical materials, with a die which has a through-channel for pushing through the material, with a punch for compacting and pushing the material in the through-channel and for pressing out the material strand via a mouthpiece arranged at the end of the die, and with a device for heating the material in the through-channel by means of electrical currents.
  • the wall of the flow channel again consists of an electrically conductive material, in which a ring made of electrically conductive material is embedded in the central region of the wall length, the inner ring surface of which is flush with the inner surface of the die flow channel, this ring with the one and the mouthpiece are connected to the other pole of a voltage source.
  • a filling plate 1 can be seen, which is arranged above a die with a die passage channel 2.
  • This flow channel 2 is surrounded by a wall 3 (die) made of an electrically non-conductive, preferably ceramic material, which is held and supported radially from the outside by a support wall 6.
  • a mouthpiece 4 (calibration mouthpiece) is inserted, which has a calibration opening that tapers somewhat radially inwards.
  • a support ring 5 serves to absorb the forces acting on the mouthpiece 4 during the squeezing process.
  • a stamp 8 is provided, which is used to compress the material 7 in the die flow channel 2 from above.
  • the stamp 8 and the mouthpiece 4 (not shown in FIG. 1) are connected to the poles of a power source (also not shown).
  • the upper punch is thus used as a counter contact, the electrical current only being switched on when the material to be compressed has reached approximately 50% of the achievable density.
  • the punch 8 is withdrawn again upwards, thereby interrupting the flow of current in the material 7 located within the die flow channel 2, filling new granules into the die from above via the filling plate and then returning the punch 8 to the die Carrying out a new compression stroke moved down.
  • FIG. 2 shows a device with which the continuous production of tubular bodies is possible.
  • a filling plate 1 is again provided, to which a die is connected with a die passage channel 2, which in turn is surrounded by an electrically non-conductive die 3, which in turn is supported radially on the outside via a support wall 6.
  • a mouthpiece 4 made of electrically conductive material is provided, which is connected to a pole of a voltage source (not shown).
  • a support ring 5 supports the mouthpiece 4 axially outwards.
  • a stamp arrangement is provided in the embodiment shown here, which consists of a central mandrel 8a and an upper stamp 8b radially surrounding it and displaceable relative to the central mandrel 8a.
  • the upper punch 8b is fastened to an intermediate plate 10, while the central mandrel 8a extends upwards through the intermediate plate 10 and is fastened further to a head plate 9.
  • existing hardened steel guide bolts 13 are screwed in via thread 14. These guide bolts 13 serve to guide the intermediate plate during a movement relative to the head plate, furthermore disc springs 11 are arranged around the guide bolts 13, through the head plate 9 and intermediate plate 10 at a certain stroke distance from one another being held.
  • the spring force is designed so that after about 30% of the possible stroke between intermediate plate 10 and top plate 9, the required pressing force for the annular cross-section is reached and, with full indentation of the possible stroke, rise up to a maximum of 1.5 times the calculated compression pressure can.
  • the electrical separation required between the head plate 9 and the intermediate plate 10 is achieved in that an electrically non-conductive, thin-walled support sleeve 12 is pressed in between the guide sleeves 20 and the intermediate plate 10. With a relative movement of the head plate 9 to the intermediate plate 10, each guide pin 13 can slide within the ball sleeves 20, whereby an accurate guidance of the two plates to one another is ensured.
  • the central mandrel 8a is made of steel, but is surrounded by a ceramic sleeve 15 within the sintering and compression area of the material in the die. This achieves electrical insulation with high inherent strength under temperature.
  • the steel core 16 within the ceramic sleeve 15 can be equipped with additional cooling to maintain its inherent strength, for which purpose any conventional, suitable cooling is suitable.
  • the counter contact for the current flow in this device is the upper punch 8b, which is fastened to the movably arranged intermediate plate and can be connected to a pole of a voltage source.
  • the usual mains voltage of 220 volts is reduced to a value between 2 and 5 volts while a high current is flowing (principle of a welding transformer).
  • a high current is flowing (principle of a welding transformer).
  • the current flow is released in each case, thereby preventing the powder from burning on the contacts as a result of arcing.
  • the central mandrel 8a and the upper punch 8b can alternately be kept live, but this requires a corresponding shortening of the ceramic sleeve 15 of the central mandrel 8a so that after the current supply of the upper punch 8b has been switched off, the central mandrel 8a can actually be switched as a current-carrying pole.
  • a ring 21 embedded in the die is used instead of a current-carrying upper punch 8 or 8b, as shown in broken lines in FIG.
  • This ring 21 is then connected via a suitable connection 22 to one pole of a voltage source, with the other pole of which the mouthpiece 4 is connected.
  • the ring 21 is preferably attached approximately at half the height of the die 3 in order to ensure a continuous flow of current within the material strand section still remaining in the die even when the upper die 8b or 8 moves out of the die, i.e. the height of the ring 21 within the die 3 should be selected so that there is always conductive contact with the part of the material strand remaining in the die, even when the upper punch 8b is extended.

Abstract

Bei einem Verfahren zum kontinuierlichen Strangpressen elektrisch-leitfähiger, granulierter, vorzugsweise pulvermetallurgischer Werkstoffe wird der Werkstoff (7) mittels laufender Hübe eines Stempels (8; 8b) im Durchlaufkanal (2) eines Gesenkes gegen den Reibungswiderstand des im Gesenk vorhandenen, bereits verdichteten Strangabschnittes verdichtet, unter dem Druck des Verdichtungshubes im Durchlaufkanal (2) weitergeschoben, unter Erwärmung durch elektrische Ströme gesintert und über ein am Ende des Durchlaufkanals (2) angebrachtes Mundstück (4) stranggepreßt. Um dabei eines Erwärmung des Werkstoffes (7) im Gesenk zum Sintern derart zu erreichen, daß sie über den Strangquerschnitt möglichst gleichmäßig und weiterhin auch in Abhängigkeit vom Verdichtungsgrad des Werkstoffes (7) erfolgt, wird die Erwärmung zum Sintern längs des gesamten jeweils zwischen Stempel (8; 8b) und Mundstück (4) im Gesenk befindlichen Werkstoffes (7) durch Erzeugung eines in diesem fließenden, in Längsrichtung gerichteten Stromes vorgenommen. Bei einer hierfür geeigneten Vorrichtung sind der Stempel (8; 8b) und das Mundstück (4) am Gesenkausgang mit den Polen einer Spannungsquelle verbunden, wobei die Wand (3) des Durchlaufkanals (2) aus einem elektrisch nichtleitenden Material besteht.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum kontinuierlichen Strangpressen elektrisch-leitfähiger, granulierter, vorzugsweise pulvermetallurgischer Werkstoffe, bei dem der Werkstoff in ein Gesenk eingebracht, mittels laufender Hübe eines Stempels in einen Gesenk-Durchlaufkanal gegen einen durch einen Abschnitt des dort bereits verdichteten Stranges aufgebauten Reibungswiderstand verdichtet, unter dem Druck des Verdichtungshubes im Gesenk-Durchlaufkanal weitergeschoben, unter Erwärmung durch elektrische Ströme gesintert und über ein am Ende des Durchlaufkanales angebrachtes Mundstück stranggepreßt wird. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum kontinuierlichen Strangpressen elektrisch-leitfähiger, granulierter, vorzugsweise pulvermetallurgischer Werkstoffe, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens der eingangs genannten Art, mit einem Gesenk, das einen Gesenk-Durchlaufkanal zum Durchschieben des Werkstoffes aufweist, mit einem Stempel zum Verdichten und Weiterschieben des Werkstoffes im Durchlaufkanal und zum Auspressen des Werkstoffstranges über ein am Ende des Gesenkes befestigtes Mundstück, und mit einer Einrichtung zum Erwärmen des Werkstoffes im Durchlaufkanal durch elektrische Ströme.
  • Es ist ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt (deutsche Auslegeschrift Nr. 27 33 009), bei dem der jeweils zu verarbeitende pulvermetallurgische Werkstoff in einem Gesenk kontinuierlich stranggepreßt wird, wobei innerhalb eines bestimmten Bereiches, in dem die Sinterung des verdichteten Werkstoffes stattfinden soll, eine Aufheizung des Werkstoffes durch Induktion vorgenommen wird. Die dabei erzeugten induktiven Wirbelströme zur Aufheizung des bereits verdichteten Werkstoffstranges führen allerdings hauptsächlich zur Erwärmung der verwendeten metallischen Gesenke und werden nur in geringem Maße selbst auf der Oberfläche des Leiterstranges erzeugt. Die für die Sinterung erforderliche Aufwärmung des Gesamtstranges geschieht somit im wesentlichen rein durch Wärmeleitung vom Gesenk bzw. von der Strangaußenfläche her in das Stranginnere. Dabei können gewisse Schwierigkeiten derart auftreten, daß nämlich die Innenquerschnitte des Stranges nicht immer zuverlässig erreicht werden bzw. zumindest örtlich relativ stark unterschiedliche Temperaturfelder innerhalb des Werkstoffstranges auftreten. Die Wirkung der Induktionsheizung ist dabei auch beschränkt auf den Ort, wo das elektromagnetische Feld der induktiven Heizanlage am Strang angreift. Weiterhin ist für die relativ aufwendigen Induktionsheizungen ein ziemlich großer Platzbedarf vorgesehen. Zudem sind induktive Heizungen auch nicht für alle elektrisch-leitfähigen Materialien einsetzbar, sondern nur für solche, die magnetisierbar sind. Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß bei seiner Anwendung eine Verarbeitung aller elektrisch-leitenden Materialien ermöglicht wird, eine gegenüber der induktiven Heizung gleichmäßigere Erwärmung des im Gesenk befindlichen Stranges über alle Leiterquerschnitte hinweg durchführbar und überdies eine mit fallendem Verdichtungsgrad des Werkstoffstranges zunehmende Erwärmung desselben erzielbar ist, wobei gleichzeitig der apparative Aufwand besonders klein gehalten sein soll.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Erwärmung zum Sintern längs des gesamten jeweils zwischen Stempel und Mundstück im Gesenk-Durchlaufkanal befindlichen Werkstoffes durch Erzeugung eines in diesem Werkstoffabschnitt fließenden, in Stranglängsrichtung gerichteten Stromes vorgenommen wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit innerhalb des im Gesenk befindlichen Werkstoffstranges anstelle der bekannten induktiven Wirbelströme ein gerichteter Stromfluß erzeugt, der über alle Leiterquerschnitte hinweg in Stranglängsrichtung fließt und dadurch auch innenliegende Leiterquerschnitte unschwer erwärmt. Hierdurch läßt sich eine sehr gleichmäßige Erwärmung über alle Leiterquerschnitte hinweg für jedes elektrisch-leitende Material erzielen. Bei der Erfindung wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß elektrisch-leitende Materialien, wie beispielsweise Metalle, Metalloide oder sogenannte "Leiter zweiter Klasse" (z.B. Graphit) mit abnehmender Dichte einen deutlich ansteigenden elektrischen Widerstand aufweisen. Dies beruht darauf, daß bei abnehmender Dichte die Kontaktstellen benachbarter Teilchen geringer werden und damit dem fließenden Strom zunehmend ein höherer Widerstand entgegengesetzt wird. Die hierbei auftretenden Verluste werden nahezu ausnahmslos in Wärmeenergie umgesetzt. Unter Ausnutzung dieser Erkenntnis wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Möglichkeit einer Verdichtung der eingesetzten pulvermetallurgischen Erzeugnisse unter Druck und gleichzeitig einwirkender Temperatur derart ausgenutzt, daß sich höchste Festigkeiten für den erzeugten Strang erzielen lassen. Da das Erreichen dieser Festigkeitseigenschaften jedoch durch die Materialeigenschaften der werkzeugbildenden Teile begrenzt ist, ist es wünschenswert, für die Herstellung von Sinterteilen (beispielsweise auf Eisenbasis) bei den einzusetzenden Sintertemperaturen von ca. 1150°C gleichzeitig einen hohen mechanischen Druck aufzubringen. Dies führt zuTeilen höchster Festigkeit und optimaler Dichte, wobei bislang das Erreichen dieses Zieles an der Werkzeugfrage deshalb scheiterte, da zum einen auch hochwarmfeste Stähle bei solchen Temperaturen keine-Eigenfestigkeit mehr aufweisen, andererseits die einsetzbaren Keramikwerkstoffe, wie beispielsweise Siliciumnitrid oder Aluminiumoxid, bei solchen Temperaturen zwar eine entsprechende Temperaturbeständigkeit und Eigenfestigkeit aufweisen, jedoch nicht mehr in der Lage sind, auch nur geringe Zugspannungen zu verkraften. Da solche Zugspannungen jedoch innerhalb eines Gesenkes beim Verpressen eines Werkstoffes unvermeidbar eintreten, war bislang die gleichzeitige Anwendung hoher Drücke bei solchen Sintertemperaturen nicht möglich. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird hier eine Möglichkeit geschaffen, die zu bislang ungekannt guten Eigenschaften des erzeugten Endstranges führt. Beim Einsatz von Induktionsheizungen wurde bisher die Erwärmung elektrisch-leitender Werkstoffe auch dadurch begrenzt, daß die ggf. verwendeten Stützwerkstoffe für die eingesetzte keramische Matrize innerhalb der Gesenkbohrung ebenfalls induktiv erregt wurden und/oder bei hohen Temperaturen (z.B. über 1000°C) keine für das Verpressen mehr ausreichende Festigkeit aufweisen. Eine Widerstandsbeheizung von außen hat sich aus gleichen Gründen bislang ebenfalls ausgeschlossen. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es demgegenüber, unter Ausnutzung der hohen thermischen Druckfestigkeit von Keramik und deren elektrischen Isolationseigenschaften den steigenden Eigenwiderstand elektrisch-leitender Materialien mit abnehmender Dichte für die Eigenerwärmung der Materialien auszunutzen. Dabei nimmt die Temperatur innerhalb des verdichteten Stranges vom Druckstempel her zum Mundstück stark ab, weil im Bereich des Mundstückes bereits die höchste Verdichtung vorliegt und gleichzeitig dort auch ein ausgezeichneter Kontaktschluß gegeben ist. Andererseits wird wegen des auftretenden hohen Eigenwiderstandes des am oberen Strangende zu verdichtenden, nachgefüllten Materiales während des Preßvorganges eine sehr starke Eigenerwärmung gerade innerhalb dieses zu verdichtenden Materiales erzeugt und damit eine Sinterung unter Druck ermöglicht, die zu den bemerkenswerten Festigkeitseigenschaften des unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugten Stranges führt.
  • Eine besonders einfache Möglichkeit zur Erzeugung des gewünschten gerichteten Stromflusses innerhalb des Werkzeugstranges im Gesenk wird dadurch erreicht, daß der Stromfluß im Werkstoff durch Anlegen einer Spannung zwischen Mundstück und Stempel erzeugt wird. Hierdurch kann bei nur geringem apparativem Aufwand beim Auf-und Abwärtsbewegen des Stempels gleichzeitig das Einleiten und Abbrechen des Stromflusses bei Beginn bzw. Ende des Verdichtungshubes selbsttätig durchgeführt werden. Vorteilhafterweise wird der Stromfluß jedoch nicht gleichzeitig mit der ersten Berührung des Druckstempels mit dem zu verdichtenden, oben im Gesenk befindlichen Werkstoff ausgelöst, sondern erst dann, wenn der Stempel bei jedem Verdichtungshub bereits etwa die Hälfte seines maximalen Verdichtungsweges zurückgelegt hat. Hierdurch läßt sich vermeiden, daß z.B. durch Funkenüberschlag ein Anbrennen des Pulvers an den Kontakten (Stempel, Mundstück) eintritt. Weiterhin ist vorteilhaft, wenn der Stromfluß entweder am Ende jedes Verdichtungshubes oder, manchmal besonders vorzugsweise, erst um eine einstellbare Zeitspanne nach Beendingung des Verdichtungshubes unterbrochen wird. Hierdurch läßt sich erreichen, daß im bereits verdichteten Material auch nach Beendigung des Verdichtungshubes immer noch für einen gewissen Zeitraum Strom fließt und dadurch eine entsprechende Erwärmung stattfindet. Vorteilhafterweise wird als Spannung für den Erwärmungsstrom eine solche von 2 bis 5 Volt eingesetzt, die sich aus der üblichen Netzspannung ohne Schwierigkeiten bei gleichzeitiger Erhöhung des Stromflusses herabtransformieren läßt.
  • Um das erfindungsgemäße Verfahren in ganz besonderem Maße speziellen Bedingungen des Einzelfalls anpassen zu können,kann es empfehlenswert sein, daß der Strcmfluß erst nach Beginn des Verdichtungshubes eingeschaltet und erst nach Beendigung desselben abgeschaltet wird. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Dauer der Zeitspannen zwischen Einschalten des Stromflusses und Beginn des Verdichtungshubes und/oder Ausschalten des Stromflusses und Ende des Verdichtungshubes einstellbar sind. In manchen Fällen ist es sogar besonders vorteilhaft, wenn der Zeitpunkt des Einschaltens des Stromflusses in Abhängigkeit von einem repräsentativen Wert für den Verdichtungsgrad des Werkstoffes unterhalb des Stempels, d.h. des Werkstoffes zwischen Stempel und oberem Ende des bereits verdichteten, sich in dem Gesenk-Durchgang befindlichen Stranges,eingestellt wird: bei Verwendung des Oberstempels als Gegenkontakt empfiehlt es sich beispielweise, den elektrischen Strom erst einzuschalten, wenn das zu verdichtende Material ca. 50 % der erzielbaren Dichte erreicht hat.
  • Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zur Anpassung des erfindungsgemäßen Verfahrens an die speziellen Gegebenheiten des Einzelfalles besteht auch darin, daß die Geschwindigkeit des Stempels oder die Stärke des Stromflusses durch den Werkstoff während des Verdichtungshubes gesteuert verändert wird. Verändert man die Stärke des Stromflusses, dann wird vorzugsweise der Stromfluß mit zunehmendem Hubweg des Stempels vergrößert.
  • Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es somit möglich, elektrisch-leitende Materialien herzustellen, deren Sintertemperaturen weit über den bisher erreichbaren Temperaturen liegen: so lassen sich z.B. auch Eisenwerkstoffe mit Sintertemperaturen im Bereich von ca. 1150°C aus pulvermetallurgischen Werkstoffen durch das erfindungsgemäße Verfahren in einem kontinuierlichen Strangpreßverfahren herstellen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung geht aus von einer Vorrichtung zum kontinuierlichen Strangpressen elektrisch-leitfähiger, granulierter, vorzugsweise pulvermetallurgischer Werkstoffe, mit einem Gesenk, das einen Gesenk-Durchlaufkanal zum Durchschieben des Werkstoffes aufweist, weiterhin mit einem Stempel zum Verdichten und Weiterschieben des Werkstoffes im Durchlaufkanal und zum Auspressen des Werkstoffstranges über ein am Ende des Gesenkes befestigtes Mundstück, und mit einer Einrichtung zum Erwärmen des Werkstoffes im Durchlaufkanal durch elektrische Ströme. Erfindungsgemäß sind dabei zum Erwärmen des Werkstoffes im Durchlaufkanal der Stempel und das Mundstück mit den Polen einer Spannungsquelle verbunden und es besteht die Wand des Durchlaufkanales aus einem elektrisch nicht-leitenden Material. Vorzugsweise ist dabei eine Schalteinrichtung vorgesehen, mittels derer die elektrische Spannung erst nach Beginn des Verdichtungshubes an den Stempel und an das Mundstück anlegbar ist. Weiterhin empfiehlt es sich, daß das Material der Wandung des Durchlaufkanales aus einem keramischen Werkstoff, vorzugsweise Siliciumnitrid oder Aluminiumoxid, besteht. Diese vorzugsweisen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglichen eine besonders einfache Ausführung derselben und schaffen dadurch eine Vorrichtung, die mit geringem Aufwand und damit besonders wirtschaftlich eine Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zuläßt. Für die Erzeugung von Hohlsträngen wird die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise mit einem Stempel aus einem zentral angeordneten Mitteldorn und einem relativ zu diesem bewegbaren und um ihn herum angeordneten, zur Verdichtung des Werkstoffes im Gesenk vorgesehenen Oberstempel versehen, wobei der Oberstempel aus elektrisch leitendem Material besteht und mit dem einen Pol einer Spannungsquelle verbunden ist, während der Mitteldorn längs des Bereiches, der mit dem Werkstoffstrang im Durchlaufkanal in Berührung kommt, eine Wandung aus elektrisch nicht-leitendem Material aufweist. Hierdurch wird eine elektrische Isolation des Mitteldornes bei gleichzeitig hoher Eigenfestigkeit unter Temperatur erreicht. Der Rest des Mitteldornes besteht vorzugsweise aus Stahl, wobei dieser Stahlkern zur Erhaltung der Eigenfestigkeit des Mitteldornes etwa radial innerhalb der Keramikhülse mit einer zusätzlichen Kühlung ausgerüstet sein soll. Der Oberstempel stellt hier den für den Stromfluß erforderlichen Gegenkontakt dar. Vorzugsweise wird der Oberstempel an einer Zwischenplatte befestigt, die sich ihrerseits unter isolierender Zwischenschaltung einer Elastizität an einer mit dem Mitteldorn verbundenen Kopfplatte abstützt. Vorteilhafterweise weist dabei die Elastizität zwischen Kopfplatte und Zwischenplatte angeordnete Tellerfedern auf, deren Auflageflächen auf der Zwischenplatte aus dünnwandigen, elektrisch nicht- leitenden Hülsen bestehen. Wesentlich ist dabei, daß eine elektrisch Isolation zwischen Kopfplatte und Zwischenplatte stets aufrechterhalten ist. Durch die Elastizität werden Kopfplatte und Zwischenplatte in entspanntem Zustand auf einem bestimmten Hubabstand gehalten, wobei die Federkraft vorzugsweise so ausgelegt wird, daß nach ca. 30 % des maximalen Hubweges die erforderliche Preßkraft für den ringförmigen Querschnitt erreicht ist und dann bis zu maximal dem 1,5-fachen des errechneten Verdichtungsdruckes ansteigen kann. In weiterer, vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die nicht-leitende Wandung des Mitteldornes kürzer als die Länge des Bereiches des Kontaktes zwischen Mitteldorn und Werkstoff ausgeführt und der Mitteldorn nach Abschalten der Stromführung durch den Oberstempel seinerseits an den entsprechenden Pol der Spannungsquelle anschließbar. Bei der Herstellung solcher rohrförmiger Querschnitte ist es denkbar, Mitteldorn und Oberstempel abwechselnd stromführend zu halten. Durch entsprechende Verkürzung der Keramikhülse im Gesenk kann der Mitteldorn nach dem Abschalten der Stromführung des Oberstempels als stromführender Pol geschaltet werden. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß im bereits verdichteten Material nach wie vor ein Strom fließt und eine entsprechende Erwärmung stattfindet. Dabei wird auch gleichzeitig die Amplitude des wahrscheinlich sinusförmigen Temperaturverlaufes während des Preßvorganges etwas abgeschwächt. Weiterhin vorzugsweise werden bei einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung zwischen Kopf-und Zwischenplatte Führungen für die Relativbewegung beider Platten zueinander vorgesehen. Diese Führungen bestehen vorzugsweise aus an der Kopfplatte befestigten (gehärteten) Stahlbolzen, die sich durch die in der Zwischenplatte angebrachten dünnwandigen Hülsen hindurch erstrecken. Wesentlich ist auch hier wieder, daß die elektrische Isolation zwischen Kopfplatte und Zwischenplatte trotz der Führungen und der zwischengeschalteten Elastizität stets aufrechterhalten wird.
  • Eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung geht aus von einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum kontinuierlichen Strangpressen elektrisch-leitfähiger, granulierter, vorzugsweise pulvermetallurgischer Werkstoffe, mit einem Gesenk, das einen Durchlaufkanal zum Durchschieben des Werkstoffes aufweist, mit einem Stempel zum Verdichten und Weiterschieben des Werkstoffes im Durchlaufkanal und zum Auspressen des Werkstoffstranges über ein am Ende des Gesenkes angeordnetes Mundstück, und mit einer Einrichtung zum Erwärmen des Werkstoffes in dem Durchlaufkanal durch elektrische Ströme. Erfindungsgemäß besteht die Wand des Durchlaufkanales wiederum aus einem elektrisch-leitenden Material, bei dem im mittleren Bereich der Wandlänge ein aus elektrisch-leitendem Material bestehender Ring eingelassen ist, dessen innere Ringfläche mit der Innenfläche des Gesenk-Durchlaufkanales bündig abschließt, wobei dieser Ring mit dem einen und das Mundstück mit dem anderen Pol einer Spannungsquelle verbunden sind. Durch geeignete Wahl der Höhenlage dieses Ringes innerhalb der Matrize können auch besondere Erwärmungsverhältnisse in dem verdichteten Metallpulver erzielt werden, falls dies gewünscht wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielshalber im Prinzip noch näher erläutert. Es zeigen
    • Figur 1 einen Prinzipquerschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines kontinuierlichen Vollstranges,und
    • Figur 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Hohlstranges.
  • Bei der Vorrichtung nach Figur 1 ist eine Füllplatte 1 erkennbar, die oberhalb eines Gesenkes mit einem Gesenk-Durchlaufkanal 2 angeordnet ist. Dieser Durchlaufkanal 2 wird von einer Wandung 3 (Matrize) aus einem elektrisch nicht-leitenden, vorzugsweise keramischen Material umgeben, das radial von außen durch eine Stützwand 6 gehalten und abgestützt ist. Am unteren Ende der öffnung des Durchlaufkanales 2 ist ein Mundstück 4 (Kalibriermundstück) eingesetzt, das eine sich radial nach innen hin etwas verjüngende Kalibrieröffnung aufweist. Ein Stützring 5 dient zur Aufnahme der auf das Mundstück 4 wirkenden Kräfte während des Auspreßvorganges.
  • Weiterhin ist ein Stempel 8 vorgesehen, der zur Verdichtung des Materiales 7 in dem Gesenk-Durchlaufkanal 2 von oben her dient. Der Stempel 8 und das Mundstück 4 sind (in Figur 1 nicht gezeigt) mit den Polen einer Stromquelle (ebenfalls nicht gezeigt) verbunden. Bei der Herstellung eines Vollmateriales wird der Oberstempel somit als Gegenkontakt verwendet, wobei der elektrische Strom erst in dem Augenblick eingeschaltet wird, wenn das zu verdichtende Material etwa 50 % der erzielbaren Dichte erreicht hat. Sobald der Stempel 8 den maximalen Verdichtungshub ausgeführt hat, wird er wieder nach oben abgezogen, dadurch der Stromfluß im innerhalb des Gesenk-Durchlaufkanales 2 befindlichen Material 7 unterbrochen, von oben über die Füllplatte neues Granulat in das Gesenk eingefüllt und anschließend der Stempel 8 wieder zur Durchführung eines neuen Verdichtungshubes nach unten bewegt. Hierdurch ist die Herstellung eines kontinuierlichen Stranges möglich, bei dem eine Sinterung bei hohen Temperaturen und gleichzeitig hohem Druck stattfinden kann, wobei durch den Stromfluß vom Mundstück 4 zum Stempel 8 und die dadurch bedingte Aufheizung des gesamten innerhalb des Gesenkes befindlichen Strangabschnittes auch noch ein geringes Nachsintern selbst bereits verdichteter und gesinterter Strangabschnitte bis zum Erreichen des Mundstückes 4 erfolgen kann. Aus dem Mundstück 4 tritt der fertiggepreßte und gesinterte Werkstoffstrang 18 aus.
  • In Figur 2 ist eine Vorrichtung gezeigt, mit der die kontinuierliche Herstellung rohrförmiger Körper möglich ist. Dabei ist wiederum eine Füllplatte 1 vorgesehen, an die sich ein Gesenk mit einem Gesenk-Durchlaufkanal 2 anschließt, der wiederum von einer elektrisch nicht-leitenden Matrize 3 umgeben ist, die sich ihrerseits radial außen über eine Stützwand 6 abstützt. Am unteren Ende der Matrize 3 ist, wie bei der Vorrichtung nach Figur 1, ein Mundstück 4 aus elektrisch-leitendem Material vorgesehen, das mit einem Pol einer Spannungsquelle (nicht gezeigt) verbunden ist. Ein Stützring 5 stützt das Mundstück 4 axial nach außen ab.
  • Anstelle des in Figur 1 verwendeten einzigen Druckstempels 8 ist bei der hier gezeigten Ausführung eine Stempelanordnung vorgesehen, die aus einem Mitteldorn 8a und einem diesen radial umgebenden, relativ zum Mitteldorn 8a verschiebbaren Oberstempel 8b besteht. Dabei ist der Oberstempel 8b an einer Zwischenplatte 10 befestigt, während der Mitteldorn 8a durch die Zwischenplatte 10 nach oben hindurchreicht und weiter oben an einer Kopfplatte 9 befestigt ist. An der Kopfplatte 9 sind gleichzeitig aus gehärtetem Stahl bestehende Führungsbolzen 13 über Gewinde 14 eingeschraubt. Diese Führungsbolzen 13 dienen zur Führung der Zwischenplatte bei einer Relativbewegung zur Kopfplatte, wobei weiterhin Tellerfedern 11 um die Führungsbolzen 13 herum angeordnet sind, durch die Kopfplatte 9 und Zwischenplatte 10 in einem bestimmten Hubabstand voneinander gehalten werden. Dabei ist die Federkraft so ausgelegt, daß nach etwa 30 % des zwischen Zwischenplatte 10 und Kopfplatte 9 möglichen Hubweges die erforderliche Preßkraft für den ringförmigen Querschnitt erreicht ist und bei voller Eindrückung des möglichen Hubweges bis zu maximal dem 1,5-fachen des errechneten Verdichtungsdruckes ansteigen kann. Die als Führungen ausgebildeten Stahlbolzen 13 (von denen in Figur 2 nur einer beispielshalber gezeigt ist) ragen zu einer präzisen Führung in als Führungshülsen ausgebildete, sogenannte "Kugelhülsen" 20 hinein, die in der Zwischenplatte 10 eingepreßt werden. Die zwischen Kopfplatte 9 und Zwischenplatte 10 erforderliche elektrische Trennung wird dadurch erreicht, daß zwischen den Führungshülsen 20 und der Zwischenplatte 10 jeweils eine elektrisch nicht-leitende, dünnwandige Auflagehülse 12 eingepreßt wird. Bei einer Relativbewegung der Kopfplatte 9 zur Zwischenplatte 10 kann dabei jeder Führungsbolzen 13 innerhalb der Kugelhülsen 20 gleiten, wodurch eine genaue Führung der beiden Platten zueinander gewährleistet ist.
  • Der Mitteldorn 8a besteht aus Stahl, ist jedoch innerhalb des Sinterungs- und Verdichtungsbereiches des im Gesenk befindlichen Werkstoffes mit einer Keramikhülse 15 umgeben. Damit wird eine elektrische Isolation bei gleichzeitig hoher Eigenfestigkeit unter Temperatur erreicht. Der Stahlkern 16 innerhalb der Keramikhülse 15 kann zur Erhaltung seiner Eigenfestigkeit mit einer zusätzlichen Kühlung ausgerüstet werden, wozu sich jede übliche, geeignete Kühlung eignet. Den Gegenkontakt für den Stromfluß stellt bei dieser Vorrichtung der Oberstempel 8b dar, der auf der beweglich angeordneten Zwischenplatte befestigt und mit einem Pol einer Spannungsquelle verbindbar ist.
  • Die in Figur 2 gezeigte Vorrichtung arbeitet wie folgt (was gleichzeitig analog für die Arbeit der Vorrichtung nach Figur 1 gilt):
    • In den Gesenkaufbau wird zunächst ein ringförmiges Teil entsprechend dem Auslaßquerschnitt zwischen Mundstück 4 und Mitteldorn 8a lose eingeführt, nachfolgend über die Füllplatte 1 granulierter Werkstoff zugeführt und diskontinuierlich solange nachverdichtet, bis der ursprünglich eingebrachte Ring als sogenannter "verlorener Kopf" ausgestoßen wird. Hiernach wird das Mundstück 4 einerseits und der Oberstempel 8b andererseits an die beiden Pole einer Stromquelle angeschlossen, wobei folgender Vorgang abläuft:
    • In dem zunächst kaltverdichteten Material mit relativ geringem Eigenwiderstand fließt der Strom vom Mundstück 4 bis in den oberen Teil des im Gesenk befindlichen Werkstoffstranges, wo nur eine geringfügige Aufschüttung des Pulvers vorliegt. Beim Abwärtshub entlastet der an seinem Ende konisch ausgebildete, mit einer Mutter 17 verschlossene Mitteldorn 8a, der zuerst nach unten geführt wird, wonach dann eine Verdichtung des Werkstoffes über den Oberstempel 8b erfolgt, während gleichzeitig der Oberstempel 8b stromführend wird. Während dieses Verdichtungsvorganges ist im langsam verdichteten Pulver der ursprünglich hohe elektrische Widerstand abgebaut, wobei gleichzeitig eine entsprechende Umsetzung des Stromes in Wärme erfolgt. Weiterhin kann jedoch noch ein Temperaturgefälle nachgewiesen werden, da die Verdichtung des stranggepreßten Rohres zum Mundstück 4 hin zunimmt. Während der Oberstempel 8b nun gleichzeitig mit dem Mitteldorn 8a eine parallel laufende Bewegung zur weiteren Verdichtung des Werkstoffes 7 bzw. zum Ausschieben des Werkstoffstranges im Gesenk 2 ausführt, findet über das Mundstück 4 eine Nachverdichtung von außen her statt. Hierbei baut sich gleichzeitig der Druck der Federn 11 auf, bis der maximale Hubweg erreicht ist. Beim nachfolgenden Entlastungsvorgang baut sich zunächst der Druck der Federn 11 ab, wodurch gewährleistet ist, daß eine Kalibrierung des Rohres im Gesenk von innen her erfolgen kann. Zur gleichen Zeit ruht aber noch der Druck des Oberstempels 8b auf dem Strang. Werden die beiden Stempel langsam wieder aufwärts bewegt, dann findet nur auf dem letzten Bewegungsabschnitt vor der kompletten Entlastung der Federn 11 noch eine Bewegung des Mitteldorns 8a allein statt, während der Oberstempel 8b keine Berührung mehr zum gepreßten Strang aufweist. In diesem Aufgenblick setzt der Nachfüllvorgang ein.
  • Auf diese Art und Weise ist gewährleistet, daß ein Auseinanderreißen des Stranges während der unterschiedlichen Relativbewegungen von Oberstempel 8b und Mitteldorn 8a zueinander sicher vermieden ist.
  • Bei diesem Verfahren wird die übliche Netzspannung von 220 Volt auf einen Wert zwischen 2 und 5 Volt bei gleichzeitigem Fließen eines hohen Stroms herabtransformiert (Prinzip eines Schweißtransformators). Nach etwa 50 % des Verdichtungsweges wird dabei jeweils der Stromdurchfluß freigegeben, wodurch vermieden wird, daß durch Funkenüberschlag ein Anbrennen des Pulvers an den Kontakten eintreten kann. Es können aber auch Mitteldorn 8a und Oberstempel 8b abwechselnd stromführend gehalten werden, was aber eine entsprechende Verkürzung der Keramikhülse 15 des Mitteldornes 8a voraussetzt, damit nach dem Abschalten der Stromführung des Oberstempels 8b der Mitteldorn 8a auch tatsächlich als stromführender Pol geschaltet werden kann. Hierbei kann erreicht werden, daß im bereits verdichteten Material nach wie vor ein Strom fließt und eine entsprechende Erwärmung stattfindet. Da selbst Graphit als "Leiter zweiter Klasse" den aufgezeigten physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Abhängigkeit des Eigenwiderstandes vom Verdichtungsgrad unterliegt, ist es durchaus möglich, selbst Graphitrohre nach dem aufgezeigten Verfahren herzustellen.
  • Bei einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird anstelle eines stromführenden Oberstempels 8 bzw. 8b ein in die Matrize eingelassener Ring 21 verwendet, wie dies in Figur 2 in gestrichelter Darstellung wiedergegeben ist. Dieser Ring 21 ist dann über eine geeignete Verbindung 22 mit dem einen Pol einer Spannungsquelle verbunden, mit deren anderem Pol das Mundstück 4 in Verbindung steht. Hierdurch kann ein andauernder Stromfluß in dem Abschnitt des Werkstoffstranges im Gesenk 2, der sich zwischen dem Ring 22 und dem Mundstück 4 befindet, sichergestellt werden. Der Ring 21 wird dabei vorzugsweise etwa in der Hälfte der Höhe der Matrize 3 angebracht, um auch bei aus dem Gesenk herausfahrendem Oberstempel 8b bzw. 8 einen kontinuierlichen Stromfluß innerhalb des dann noch im Gesenk verbleibenden Werkstoffstrang-Abschnittes sicherzustellen, d.h. die Höhenlage des Ringes 21 innerhalb der Matrize 3 sollte so gewählt sein, daß stets - auch bei ausgefahrenem Oberstempel 8b - leitender Kontakt mit dem im Gesenk verbliebenen Teil des Werkstoffstranges vorliegt.

Claims (22)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Strangpressen elektrisch-leitfähiger, granulierter, vorzugsweise pulvermetallurgischer Werkstoffe, bei dem der Werkstoff (7) in ein Gesenk eingebracht, mittels laufender Hübe eines Stempels (8) in einen Gesenk-Durchlaufkanal (2) gegen einen durch einen Abschnitt des dort bereits verdichteten Stranges (18) aufgebauten Reibungswiderstand verdichtet, unter dem Druck des Verdichtungshubes im Gesenk-Durchlaufkanal (2) weitergeschoben, unter Erwärmung durch elektrische Ströme gesintert und über ein am Ende des Durchlaufkanales (2) angebrachtes Mundstück (4) stranggepreßt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erwärmung zum Sintern längs des gesamten jeweils zwischen Stempel (8; 8b) und Mundstück (4) im Gesenk-Durchlaufkanal (2) befindlichen Werkstoffes (7) durch Erzeugung eines in diesem Werkstoffabschnitt fließenden, in Stranglängsrichtung gerichteten Stromes vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfluß im Werkstoff (7) durch Anlegen einer Spannung zwischen Mundstück (4) und Stempel (8; 8b) erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfluß bei jedem Verdichtungshub erst ausgelöst wird, wenn der Stempel (8; 8b) bereits die Hälfte seines Verdichtungshubes zurückgelegt hat.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfluß am Ende jedes Verdichtungshubes unterbrochen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfluß erst um eine einstellbare Zeitspanne nach Beendigung des Verdichtungshubes unterbrochen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannung für den Erwärmungsstrom 2 bis 5 Volt eingesetzt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfluß erst nach Beginn des Verdichtungshubes eingeschaltet und erst nach Beendigung desselben abgeschaltet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Zeitspannen zwischen Einschalten des Stromflusses und Beginn des Verdichtungshubes und/oder Ausschalten des Stromflusses und Ende des Verdichtungshubes einstellbar sind.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt des Einschaltens des Stromflusses in Abhängigkeit vom Verdichtungsgrad des Werkstoffes (7), der sich unterhalb des Stempels (8; 8b) befindet, eingestellt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Stempels (8; 8b) während des Verdichtungshubes gesteuert verändert wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Stromflusses durch den Werkstoff (7) während des Verdichtungshubes gesteuert verändert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfluß mit wachsendem Hubweg des Stempels (8; 8b) vergrößert wird.
13. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum kontinuierlichen Strangpressen elektrisch-leitfähiger, granulierter, vorzugsweise pulvermetallurgischer Werkstoffe, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Gesenk, das einen Gesenk-Durchlaufkanal (2) zum Durchschieben des Werkstoffes (7) aufweist, mit einem Stempel (8) zum Verdichten und Weiterschieben des Werkstoffes (7) im Durchlaufkanal (2) und zum Auspressen des Werkstoffstranges (18) über ein am Ende des Gesenkes befestigtes Mundstück (4), und mit einer Einrichtung zum Erwärmen (8; 8b) des Werkstoffes (7) im Durchlaufkanal (2) durch elektrische Ströme, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erwärmen des Werkstoffes (7) im Durchlaufkanal (2) der Stempel (8; 8b) und das Mundstück (4) mit den Polen einer Spannungsquelle verbunden sind und die Wand (3) des Durchlaufkanales (2) aus einem elektrisch nicht-leitenden Material besteht.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, mittels derer die elektrische Spannung erst nach Beginn des Verdichtungshubes an den Stempel (8; 8b) und an das Mundstück (4) anlegbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Wandung (3) des Durchlaufkanales (2) aus einem keramischen Werkstoff, vorzugsweise Siliciumnitrid oder Aluminiumoxid, besteht.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei der zur Erzeugung von Hohlsträngen der Stempel aus einem zentral angeordneten Mitteldorn (8a) und einem relativ zu diesem bewegbaren und um ihn herum angeordneten, zur Verdichtung des Werkstoffes (7) im Gesenk vorgesehenen Oberstempel (8b) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberstempel (8b) aus elektrisch leitendem Material besteht und mit dem einen Pol einer Spannungsquelle verbunden ist, während der Mitteldorn (8a) längs des Bereiches, der mit dem Werkstoffstrang im Durchlaufkanal (2) in Berührung kommt,eine Wandung (15) aus elektrisch nicht-leitendem Material aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberstempel (8b) an einer Zwischenplatte (10) befestigt ist, die sich ihrerseits unter isolierender Zwischenschaltung einer Elastizität (11 bis 14) an einer mit dem Mitteldorn (8a) verbundenen Kopfplatte (9) abstützt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastizität zwischen Kopfplatte (9) und Zwischenplatte (10) angeordnete Tellerfedern (11) aufweist, deren Auflageflächen auf der Zwischenplatte (10) aus dünnwandigen, elektrisch nicht- leitenden Hülsen (12) bestehen.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-leitende Wandung (15) des Mitteldornes (15b) kürzer als die Länge des Bereiches des Kontaktes zwischen Mitteldorn (15b) und Werkstoff (7) ausgeführt und der Mitteldorn (15) nach Abschalten der Stromführung durch den Oberstempel (8b) seinerseits an den entsprechenden Pol der Spannungsquelle anschließbar ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß Führungen (13) für die Relativbewegung zwischen Kopf- (9) und Zwischenplatte (10) vorgesehen sind.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen aus an der Kopfplatte (9) befestigten Stahlbolzen (13) bestehen, die sich durch die in der Zwischenplatte (10) angebrachten dünnwandigen Hülsen (12) erstrecken.
22. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum kontinuierlichen Strangpressen elektrisch-leitfähiger, granulierter, vorzugsweise pulvermetallurgischer Werkstoffe, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Gesenk, das einen Durchlaufkanal (2) zum Durchschieben des Werkstoffes (7) aufweist, mit einem Stempel (8a, 8b) zum Verdichten und Weiterschieben des Werkstoffes (7) im Durchlaufkanal (2) und zum Auspressen des Werkstoffstranges (18) über ein am Ende des Gesenkes angeordnetes Mundstück (4), und mit einer Einrichtung zum Erwärmen des Werkstoffes (7) in den Durchlaufkanal (2) durch elektrische Ströme, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (3) des Durchlaufkanales (2) aus einem elektrisch nicht-leitende Material besteht, in das im mittleren Bereich der Wand (3) ein aus elekrtisch-leitendem Material bestehender Ring (21) eingelassen ist, dessen innere Ringfläche mit der Innenfläche des Gesenk-Durchlaufkanales (2) bündig abschließt, und daß dieser Ring (21) mit dem einen und das Mundstück (4) mit dem anderen Pol einer Spannungsquelle verbunden sind.
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