EP0281591B1 - Verfahren, vorrichtung und kapsel zur pulvermetallurgischen herstellung von rohren oder dgl. langgestreckten profilen - Google Patents

Verfahren, vorrichtung und kapsel zur pulvermetallurgischen herstellung von rohren oder dgl. langgestreckten profilen Download PDF

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EP0281591B1
EP0281591B1 EP87905747A EP87905747A EP0281591B1 EP 0281591 B1 EP0281591 B1 EP 0281591B1 EP 87905747 A EP87905747 A EP 87905747A EP 87905747 A EP87905747 A EP 87905747A EP 0281591 B1 EP0281591 B1 EP 0281591B1
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EP
European Patent Office
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capsule
powder
mandrel
tip
cover
Prior art date
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EP87905747A
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EP0281591A1 (de
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Claes Tornberg
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Avesta Nyby Powder AB
Original Assignee
Avesta Nyby Powder AB
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Publication date
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    • 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
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
    • 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
    • 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
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Definitions

  • the invention relates to a method, a capsule and a device for the powder-metallurgical production of tubes or the like. Elongated profiles.
  • High-quality pipes can be produced by extrusion of the powder-metallurgical pipe blanks or compacts. Since it is not necessary to drill out to form the central longitudinal bore, the material losses usually present during drilling can be avoided.
  • the present invention is based on the object of improving the latter method in such a way that the compact required for extrusion is obtained with even less effort and with equally good or even better quality.
  • the precompaction of the powder within the capsule is preferably carried out by means of ultrasonic vibration in such a way that a powder density of approximately 70% of the theoretical density is obtained.
  • the capsule After the capsule has been closed, it is exposed to a preferably cold isostatic pressure acting on all sides in order to increase the powder density to about 95% of the theoretical density.
  • the capsule is then positioned in a pot-like receptacle in an extrusion system, in which it is perforated by means of a mandrel to form a central longitudinal bore.
  • the mandrel is provided at its free end with a tip made of extremely resistant material, in particular hard metal or ceramic.
  • the powder is pressed radially from the inside outwards, resulting in a particularly uniform density over the cross section of the capsule.
  • the capsule is perforated at an elevated temperature of e.g. B. 600 ° C or in the area of hot working or extrusion temperature, d. H. at a temperature of around 1,100 to 1,200 ° C.
  • the extrusion can immediately follow the perforation of the capsule.
  • the capsule to be punched can be manufactured significantly cheaper than the tubular capsules z. B. according to EP-A-20 536 or DE-A-24 19 014.
  • the mandrel is pressed into the powder-filled capsule to form the central bore or perforation, preferably by means of a vertical press, the mandrel, at least its tip, being supported with play in order to achieve high concentricity.
  • the mandrel tip mentioned is designed either as a cone or a truncated cone.
  • the capsule consists of an outer jacket 8 and a lid 9 each made of thin, ductile sheet metal and a somewhat thick-walled bottom 14, the peripheral edge 15 of which is reinforced, in the present case extending prismatically inwards, so that the inner region 10 of the Bottom 14 has a smaller thickness than the edge region.
  • Bottom and lid are welded to the outer jacket (ring welds 12, 25).
  • the cover could also be an integral part of the outer casing 8.
  • Outer jacket 8 and cover 9 would then preferably be formed using the deep-drawing process.
  • the end section of the outer casing 8 assigned to the cover 9 is drawn in radially inward to form a radially inwardly extending circumferential arch 11, along the inner edge of which the cover 9 is welded (weld seam 12).
  • the outer jacket 8 is first closed on the base side by a base plate 14.
  • the capsule is then filled with metal powder, preferably with pre-compression using ultrasonic vibration. This results in a powder density of up to about 70% of the theoretical density.
  • the capsule is then closed with the lid 9 and exposed to a cold isostatic pressure acting on all sides in order to increase the density of the powder on average to about 95% of the theoretical density, the density profile over the cross section of the capsule corresponding to curve 24 in FIG. 4 .
  • the powder density increases radially from the inside to the outside. This density curve is of great importance for the further action on the capsule as described below.
  • the metal powder filling is identified in FIG. 1 by the reference number 3.
  • the cold isostatically pressed capsule is then positioned in a pot-like receptacle 1 of a press, not shown in FIG. 2, into which a mandrel 4, 5 can be inserted centrally, forming a central capsule bore or hole 26.
  • the mandrel 4, 5 is assigned a central opening 2 in the bottom of the pot-like receptacle 1, into which the mandrel 4, 5 can be moved to form the aforementioned capsule perforation.
  • the press-in movement of the mandrel 4, 5 is indicated in FIG. 2 with the parts 27. Because the powder is least compressed in the area of the geometrical longitudinal axis 27 of the capsule, the mandrel 4, 5 can be pressed relatively easily into the capsule filled with powder.
  • the powder 3 is thereby subjected to an additional radial pressure from the inside to the outside with a simultaneous “pore closure” in the region of the central inner hole 26.
  • the compact produced by the described method using the described device can be directly extruded in a conventional manner to form a finished tube.
  • the mandrel 4, 5 is pressed in through the base 14, namely by breaking open the thin-walled inner region 10.
  • the capsule and the metal powder 3 located in the capsule also become an additional axial one Subjected to pressure, which leads to a slight deformation of the capsule, in particular in the region of the lid curvature 11 or 11 '. There the powder can evade with corresponding deformation of the outer jacket or lid.
  • the mandrel consists of a shaft 4 and a tip 5 arranged at the free end of the shaft 4, which tip is conical in the embodiment according to FIG. 2.
  • the tip 5 is loosely attached to the mandrel 4, which on the one hand gives a high degree of concentricity and on the other hand has the possibility of removing the tip 5 before the mandrel moves back into the starting position (against arrows 27), so that the mandrel moves back is not hindered by the tip 5.
  • This measure is particularly advantageous when the tip 5 - as shown in FIG. 2 and also in FIG. 5 - protrudes radially over the shaft 4 along its circumference.
  • the tip 5 consists of a high-strength material, in particular hot-work steel, hard metal or ceramic. According to FIGS. 2 and 5, the tip 5 or 5 'is rounded on its peripheral edge 13 or 13' which faces the shaft 4 and projects slightly above it. In the embodiment according to FIG. 5, the tip 5 ′ is designed in the manner of a truncated cone, in contrast to the conical configuration of the tip 5 in the embodiment according to FIG. 2.
  • the tip 5 or 5 'and optionally also the shaft 4 are preferably provided with a lubricant, in particular in the form of a stocking 6 made of glass fiber material placed over the tip 5 or 5' and optionally also the shaft 4.
  • a lubricant in particular in the form of a stocking 6 made of glass fiber material placed over the tip 5 or 5' and optionally also the shaft 4.
  • Glass as a lubricant is particularly advantageous in so-called "hot punching", i.e. H. when the perforation 26 is formed at an elevated temperature. It is normally sufficient to provide only the tip 5 or 5 'with a cap made of glass fiber material.
  • the shaft 4 is preferably also lubricated, e.g. B. in the form of a glass fiber layer.
  • the mandrel or the shaft 4 of the same is mounted so as to be longitudinally displaceable within a guide sleeve 7 of the press (not shown in more detail in FIG. 2).
  • the mandrel 4, 5 is driven preferably hydraulically in a manner known per se.
  • Fig. 3 possible modifications of the powder capsule are shown schematically.
  • the embodiment with the lid 9 'curved at the edge has already been described in connection with the embodiment according to FIG. 1.
  • the cover can also be designed as a relatively thick, rigid plate 9 ′′ which is welded to the associated end peripheral edge of the outer casing 8 (ring weld seam 28).
  • the bottom 14 can be formed by a plate 23 which has a central recess 19 on the outside, with a corresponding reduction in the thickness of the bottom in this area.
  • This embodiment corresponds in terms of its effect to that of FIG. 1 only with the difference that the recess 19 is arranged on the outside, while in the embodiment of FIG. 1 it is on the inside.
  • bottom 14 is characterized by a relatively thick ring 16, the central opening of which is closed on the inside of the capsule by a thin-walled plate 17, so that overall a configuration similar to the bottom plate 23 with an outside recess 19 is created.
  • the plate 17 is welded to the end face of the ring 16 inside the capsule (weld seam 29).
  • the end sections 18 of the outer casing 8 are each designed to taper conically.
  • the space created thereby within the pot-shaped recess 1 is filled when the capsule is punched by corresponding expansion of the capsule.
  • the capsule can expand into this free space.
  • the conically tapering end sections 18 are no longer recognizable on the finished compact.
  • the bottom 14 can of course be made similar to the cover 9 or 9 'from the same sheet as the outer jacket 8. However, it has been shown that it is easier and safer in terms of the tightness of the capsule to weld thick-walled covers. For easier perforation of the capsule, however, the covers should then be made as thin-walled as possible in the central region, so that they can be broken open and penetrated more easily by the mandrel 4, 5. Accordingly, it is advantageous if the cover 9 'in FIG. 3 also has a configuration similar to that of the base plates 22, 23 or the base plate according to FIG. 1.
  • a capsule with an outer diameter of 222 mm and a length of 700 mm and a wall thickness of 2 mm was filled with 18/8 stainless powder.
  • the capsule was closed at one end with a 30 mm thick base plate, the central area of which had a recess with a depth of approximately 25 mm.
  • the diameter of the recess was 104 mm.
  • the plate thickness in the area of the recess was therefore 5 mm; this had to be pierced by the punch.
  • the capsule was cold isostatically pressed at a pressure of 4000 bar.
  • the capsule After heating to 1,150 ° C, the capsule was punched in a vertical press.
  • the compact obtained was characterized by a good inner surface and an eccentricity of the central perforation of less than 4 mm.
  • the compact was extruded into a tube with the dimensions: 140x12 mm.
  • the tube was characterized by both a good inner and a good outer surface quality, a homogeneous structure and good mechanical properties.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Kapsel sowie eine Vorrichtung zur pulvermetallurgischen Herstellung von Rohren oder dgl. langgestreckten Profilen.
  • Zur Herstellung von rohrförmigen Rohlingen aus Metall und/oder Metallegierungen, die unter Ausbildung von Rohren extrudiert bzw. stranggepreßt werden, gibt es zwei principielle Verfahren:
    • a) mechanische Bearbeitung eines gewalzten oder geschmiedeten Stangenmaterials unter Herstellung des gewünschten Außendurchmessers des zu extrudierenden Rohlings sowie unter Ausbildung einer zentrisch angeordneten Längsbohrung, wobei letztere durch entsprechendes Aufbohren des Stangenmaterials erhalten wird;
    • b) Befüllen einer Kapsel mit einem zylindrischen Außen- und Innenmantel aus dünnem, duktilen Blech mit Pulver aus Metall und/oder Metallegierungen, Verschließen der Kapsel und Ausübung eines isostatischen Drucks auf diese.
  • Das letztgenannte Verfahren hat sich als sehr vorteilhaft erweisen. Es lassen sich durch Extrusion der pulvermetallurgischen Rohr-Roh- bzw. -Preßlinge hochqualitative Rohre herstellen. Da zur Ausbildung der zentralen Längsbohrung ein Aufbohren nicht erforderlich ist, lassen sich die beim Bohren üblicherweise vorhandenen Materialverluste vermeiden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die letztgenannte Methode dahingehend zu verbessern, daß mit noch geringerem Aufwand bei gleich guter oder sogar besserer Qualität der zur Extrusion erforderliche Preßling erhalten wird.
  • Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch durch die Merkmale des Patentanspruches 1, vorrichtungstechnisch durch die Merkmale des Patentanspruches 14 sowie hinsichtlich der zur Extrusion bestimmten Kapsel durch die Merkmale des Patentanspruches 7 gelöst, wobei die jeweils zugeordneten Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Grundgedankens betreffen.
  • Die Vorverdichtung des Pulvers innerhalb der Kapsel erfolgt vorzugeweise mittels Ultraschall-Vibration derart, daß eine Pulver-Dichte von etwa 70% der theoretischen Dichte erhalten wird. Nach dem Verschließen der Kapsel wird diese einem allseitig wirkenden vorzugsweise kaltisostatischen Druck ausgesetzt, um die Pulver-Dichte auf etwa 95% der theoretischen Dichte zu erhöhen. Anschließend wird die Kapsel in einer topfartigen Aufnahme einer Extrudieranlage positioniert, in der sie mittels eines Dorns unter Ausbildung einer zentralen Längsbohrung gelocht wird. Zu diesem Zweck ist der Dorn an seinem freien Ende mit einer Spitze aus äußerst widerstandsfähigem Material, insbesondere Hartmetall oder Keramik, versehen. Durch diese Lochung erfolgt von innen radial nach außen eine zusätzliche Pressung des Pulvers, wodurch man eine besonders gleichförmige Dichte über dem Querschnitt der Kapsel erhält. Vorzugsweise erfolgt die Lochung der Kapsel bei erhöhter Temperatur von z. B. 600°C oder auch im Bereich der Warmbearbeitungs- bzw. Extrusionstemperatur, d. h. bei einer Temperatur von etwa 1.100 bis 1.200°C. In diesem Fall kann die Extrusion sich unmittelbar an das Lochen der Kapsel anschließen.
  • Die Erfindung hat mehrere unerwartete Vorteile:
    • Wie bereits oben dargelegt, wird durch das Einpressen des Dornes in die mit Pulver gefüllte Kapsel von innen heraus eine zusätzliche Pressung des Pulvers erreicht, die zu einer Vergleichmäßigung der Dichte über den Querschnitt der Kapsel führt.
  • Außerdem hat das Einpressen des Dornes in die mit Pulver gefüllte Kapsel eine Art "Porenverschluß" des Pulvers zur Folge, so daß auf einen Kapsel-Innenmantel entsprechend dem Kapsel-Außenmantel verzichtet werden kann. Dementsprechend entfallen auch die dafür notwendigen Schweißarbeiten, die ohnehin zu einer Schwächung des Kapselmaterials führen. Derartige Schwachstellen beinhalten das Risiko von Leckagen.
  • Die zu lochende Kapsel kann bedeutend billiger hergestellt werden als die bisher verwendeten rohrförmigen Kapseln z. B. gemäß der EP-A-20 536 oder DE-A-24 19 014.
  • Es können auch größere Rohrmengen unter Verwendung der Erfindung extrudiert werden. Die Ausbeute an fertigen fehlerfreien Produkten ist größer.
  • Das Einpressen des Dornes in die mit Pulver gefüllte Kapsel unter Ausbildung der zentralen Bohrung bzw. Lochung erfolgt vorzugsweise mittels einer Vertikalpresse, wobei der Dorn, zumindest dessen Spitze, mit Spiel gelagert ist, um eine hohe Konzentrizität zu erreichen. Die erwähnte Dornspitze ist entweder als Kegel oder Kegelstumpf ausgebildet.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen für erfindungsgemäß ausgebildete Kapseln und eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kapsel im schematischen Längsschnitt;
    • Fig. 2 die Anordnung der Kapsel nach Fig. 1 in einer Vorrichtung zur Ausbildung einer zentralen Längs-Lochung, ebenfalls im schematischen Längsschnitt;
    • Fig. 3 mehrere Ausführungsformen von erfindungsgemäß ausgebildeten Kapseln im Längsschnitt;
    • Fig. 4 der Dichteverlauf über den Querschnitt einer kaltisostatisch verpreßten Kapsel vor Ausbildung der zentralen Lochung; und
    • Fig. 5 Teil einer abgewandelten Ausführungsform eines Dornes zur Ausbildung der zentralen Lochung in einer mit Pulver gefüllten Kapsel im Längsschnitt.
  • In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten bzw. verwendeten Kapsel zur Herstellung eines Rohr-Preßlings im schematischen Längsschnitt dargestellt. Dementsprechend besteht die Kapsel aus einem Außenmantel 8 sowie einem Deckel 9 jeweils aus dünnem, duktilem Blech sowie einem etwas dickwandigeren Boden 14, dessen Umfangsrand 15 verstärkt ausgebildet ist, und zwar im vorliegenden Fall sich prismatisch nach innen erstreckend, so daß der innere Bereich 10 des Bodens 14 eine geringere Dicke aufweist als der Randbereich. Boden und Deckel sind mit dem Außenmantel jeweils schweißverbunden (Ringschweißnähte 12, 25). Der Deckel könnte auch integraler Bestandteil des Außenmantels 8 sein. Außenmantel 8 und Deckel 9 würden dann vorzugsweise im Tiefziehverfahren ausgebildete werden.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der dem Deckel 9 zugeordnete Endabschnitt des Außenmantels 8 radial nach innen eingezogen unter Ausbildung einer sich radial nach innen erstreckenden Umfangswölbung 11, längs deren Innenrandes der Deckel 9 angeschweißt ist (Schweißnaht 12). Es ist jedoch genau so gut denkbar, entsprechend der gestrichelten Darstellung in Fig. 3 den Deckel 9' mit einem gewölbten Umfangsrand 11' zu versehen, der mit dem Außenmantel 8 stumpf verschweißt wird (Schweißnaht 12' in Fig. 3). Bei der dargestellten Ausführungsform wird des Außenmantel 8 zunächst bodenseitig durch eine Bodenplatte 14 verschlossen. Anschließend wird die Kapsel mit Metallpulver gefüllt, und zwar vorzugsweise unter Vorverdichtung mittels Ultraschall-Vibration. Dadurch wird eine Pulverdichte von bis zu etwa 70% der theoretischen Dichte erreicht. Anschließend wird die Kapsel mit dem Deckel 9 verschlossen und einem allseitig wirkenden kaltisostatischen Druck ausgesetzt, um die Dichte des Pulvers im Mittel auf etwa 95% der theoretischen Dichte zu erhöhen, wobei der Dichteverlauf über den Querschnitt der Kapsel entsprechend Kurve 24 in Fig. 4 ist. Die Pulverdichte nimmt also radial von innen nach außen zu. Dieser Dichteverlauf ist für die weitere Einwirkung auf die Kapsel entsprechend der nachstehenden Beschreibung von großer Bedeutung. Die Metallpulver-Füllung ist in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 3 gekennzeichnet.
  • Die kaltisostatisch gepreßte Kapsel wird anschließend in einer topfartigen Aufnahme 1 einer in Fig. 2 nicht näher dargestellten Presse positioniert, in die zentral ein Dorn 4, 5 einfahrbar ist unter Ausbildung einer zentralen Kapsel-Bohrung bzw. -Lochung 26. Dem Dorn 4, 5 ist im Boden der topfartigen Aufnahme 1 eine zentrale Öffnung 2 zugeordnet, in die der Dorn 4, 5 unter Ausbildung der erwähnten Kapsel-Lochung hineinbewegbar ist. Die Einpreß-Bewegung des Dorns 4, 5 ist in Fig. 2 mit den Teilen 27 angedeutet. Dadurch, daß das Pulver im Bereich der geometrischen Längsachse 27 der Kapsel am geringsten verdichtet ist, läßt sich der Dorn 4, 5 relativ leicht in die mit Pulver gefüllte Kapsel einpressen. Das Pulver 3 erfährt dadurch eine zusätzlich radiale Pressung von innen nach außen unter gleichzeitigem "Porenverschluß" im Bereich des zentralen Innenlochs 26. Dadurch erhält man über den Querschnitt des dann rohrförmigen Preßlings einen etwa konstanten bzw. gleichförmigen Verlauf der Pulverdichte. Durch den erwähnten "Porenverschluß" kann auf die Einschweißung eines Innenmantels aus dünnem, duktilen Blech verzichtet werden. Der nach dem beschriebenen Verfahren mittels der beschriebenen Vorrichtung hergestellte Preßling kann zur Ausbildung eines fertigen Rohres in herkömmlicher Weise unmittelbar stranggepreßt werden.
  • Wie der Fig. 2 noch entnommen werden kann, erfolgt die Einpressung des Dorns 4, 5 durch den Boden 14 hindurch, und zwar unter Aufbrechen des dünnwandigen Innenbereichs 10. Dabei wird die Kapsel und das in der Kapsel befindliche Metallpulver 3 auch noch einer zusätzlichen axialen Pressung unterworfen, die zu einer geringfügigen Verformung der Kapsel führt, und zwar insbesondere im Bereich der Deckelwölbung 11 bzw. 11'. Dort kann das Pulver unter entsprechender Verformung des Außenmantels bzw. Deckels ausweichen.
  • Der Dorn besteht aus einem Schaft 4 und einer am freien Ende des Schaftes 4 angeordneten Spitze 5, die bei der Ausführungsform nach Fig. 2 kegelförmig ausgebildet ist. Die Spitze 5 ist lose am Dorn 4 angesetzt, wodurch man zum einen eine hohe Konzentrizität erhält und zum anderen die Möglichkeit hat, die Spitze 5 vor dem Zurückfahren des Dornes in die Ausgangsstellung (entgegen der Pfeile 27) abzunehmen, so daß das Zurückfahren des Dornes durch die Spitze 5 nicht behindert wird. Diese Maßnahme ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Spitze 5-wie in Fig. 2 und auch in Fig. 5 dargestellt-längs ihres Umfangs über den Schaft 4 radial vorsteht.
  • Die Spitze 5 besteht aus einem hochfesten Material, insbesondere Warmarbeitsstahl, Hartmetall oder Keramik. Entsprechend den Fig. 2 und 5 ist die Spitze 5 bzw. 5' an ihrem dem Schaft 4 zugewandten und über diesen geringfügig vorstehenden Umfangsrand 13 bzw. 13' abgerundet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist die Spitze 5' nach Art eines Kegelstumpfes ausgebildet im Gegensatz zu der kegeligen Ausbildung der Spitze 5 bei der Ausführungsform nach Fig. 2.
  • Die Spitze 5 bzw. 5' und gegebenenfalls auch der Schaft 4 sind vorzugsweise mit einem Schmiermittel versehen, insbesondere in Form eines über die Spitze 5 bzw. 5' und gegebenenfalls auch den Schaft 4 gestülpten Strumpfes 6 aus Glasfasermaterial. Glas als Schmiermittel ist besonders vorteilhaft beim sogenannten "Heißlochen", d. h. bei Ausbildung der Lochung 26 unter erhöhter Temperatur. Normalerweise genügt es, nur die Spitze 5 bzw. 5' mit einer Kappe aus Glasfasermaterial zu versehen. Wünscht man jedoch, nach dem Lochen sofort das Strangpressen anzuschließen, wird vorzugsweise auch der Schaft 4 mit Schmiermittel, z. B. in Form einer Glasfaserschicht, versehen.
  • Der Dorn bzw. der Schaft 4 desselben ist innerhalb einer Führungshülse 7 der in Fig. 2 nicht näher dargestellten Presse längsverschieblich gelagert. Der Antrieb des Dornes 4, 5 erfolgt vorzugsweise hydraulisch in an sich bekannter Weise.
  • In Fig. 3 sind mögliche Abwandlungen der Pulver-Kapsel schematisch dargestellt. Die Ausführungsform mit dem randseitig gewölbten Dekkel 9' wurde bereits in Verbindung mit der Ausführungsform nach Fig. 1 beschrieben.
  • Alternativ dazu kann der Deckal auch als relativ dicke, steife Platte 9" ausgebildet sein, der mit dem zugeordneten stirnseitigen Umfangsrand des Außenmantels 8 verschweißt ist (RingSchweißnaht 28).
  • Der Boden 14 kann alternativ zu demjenigen nach Fig. 1 durch eine Platte 23 gebildet sein, die außenseitig eine zentrale Ausnehmung 19 aufweist unter entsprechender Reduzierung der Dicke des Bodens in diesem Bereich. Diese Ausführungsform entspricht hinsichtlich ihrer Wirkung derjenigen nach Fig. 1 nur mit dem Unterschied, daß die Ausnehmung 19 außenseitig angeordnet ist, während sie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 innenseitig liegt.
  • Eine weitere Alternative für den Boden 14 ist gekennzeichnet durch einen relativ dicken Ring 16, dessen zentrale Öffnung kapselinnenseitig durch eine dünnwandige Platte 17 verschlossen ist, so daß insgesamt eine Konfiguration ähnlich der Bodenplatte 23 mit außenseitiger Ausnehmung 19 entsteht. Die Platte 17 ist an der kapselinneren Stirnseite des Rings 16 angeschweißt (Schweißnaht 29).
  • Die Endabschnitte 18 des Außenmantels 8 sind jeweils sich konisch verjüngend ausgebildet. Der dadurch geschaffene Freiraum innerhalb der topfförmigen Ausnehmung 1 wird beim Lochen der Kapsel durch entsprechende Ausdehnung derselben ausgefüllt. Die Kapsel kann sich in diesen Freiraum hinein ausdehnen. Am fertigen Preßling sind die sich konisch verjüngenden Endabschnitte 18 nicht mehr erkennbar.
  • Der Boden 14 kann selbstverständlich ähnlich wie der Deckel 9 bzw. 9' aus demselben Blech hergestellt sein wie der Außenmantel 8. Es hat sich jedoch gezeigt, daß es einfacher und hinsichtlich der Dichtigkeit der Kapsel sicherer ist, dickwandige Deckel einzuschweißen. Zur leichteren Lochung der Kapsel sollten die Deckel dann jedoch im zentralen Bereich möglichst dünnwandig ausgebildet sein, so daß sie von dem Dorn 4, 5 leichter aufgebrochen und durchdrungen werden können. Dementsprechend ist es von Vorteil, wenn auch der Deckel 9' in Fig. 3 eine ähnliche Konfiguration wie die Bodenplatten 22, 23 bzw. die Bodenplatte gemäß Fig. 1 aufweist.
  • Es sei noch darauf hingewiesen, daß sämtliche Übergänge zwischen Bereichen unterschiedlichen Durchmessers sowohl an der Kapsel als auch am Dorn, insbesondere an der Kornspitze 5 bzw. 5' jeweils abgerundet bzw. sich stetig ändernd ausgebildet sind.
  • Nachstehend wird die Vorteilhaftigkeit anhand eines Beispiels demonstriert:
  • Eine Kapsel mit einem Außendurchmesser von 222 mm und einer Länge von 700 mm sowie einer Wanddicke von 2 mm wurde mit rostfreiem Pulver des Typs 18/8 gefüllt. Die Kapsel war an einem Ende mit einer 30 mm dicken Bodenplatte verschlossen, deren Mittenbereich eine Ausnehmung mit einer Tiefe von etwa 25 mm aufwies. Der Durchmesser der Ausnehmung betrug 104 mm. Die Plattendicke im Bereich der Ausnehmung war daher 5 mm; diese mußte vom Lochdorn durchstoßen werden.
  • Die Kapsel wurde bei einem Druck von 4000 bar kaltisostatisch gepreßt.
  • Nach Erwärmen auf 1.150°C wurde die Kapsel in einer Vertikalpresse gelocht. Der dabei erhaltene Preßling zeichnete sich durch eine gute Innenoberfläche sowie eine Exzentrizität der zentralen Lochung von weniger als 4 mm aus.
  • Nach dem Lochen wurde der Preßling zu einem Rohr mit den Dimensionen: 140x12 mm extrudiert. Das Rohr zeichnete sich sowohl durch eine gute innere als auch gute äußere Oberflächenqualität, eine homogene Struktur sowie gute mechanische Eigenschaften aus.

Claims (17)

1. Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung von Rohren oder dgl. langgestreckten Profilen, bei dem Pulver aus Metall und/oder Metall-Legierungen-gegebenenfalls unter Vorverdichtung mittels Vibration oder dgl.-in eine dünnwandige Kapsel gefüllt, diese anschließend verschlossen und mittels allseitig wirkenden isostatischen Drucks kalt und/oder warm gepreßt und der erhaltene Preßling weiterverarbeitet, insbesondere stranggepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Pulver gefüllte Kapsel zur Ausbildung eines rohrförmigen Preßlings nach dem Verschließen und der isostatischen Pressung mittels eines Dorns zentrisch gelocht wird unter entsprechender Pressung des Pulvers radial von innen nach außen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochung der Kapsel unter erhöhter Temperatur, insbesondere etwa 600°C, vorzugsweise etwa 1.100 bis 1.200°C, durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel zum Zwecke der Lochung in einem topfartigen Behälter positioniert wird, dessen Boden mit einer zentralen Öffnung für den Durchtritt des Dorns oder dgl. versehen ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vorverdichtung das Pulver auf eine Dichte von etwa 70% der theoretischen Dichte verdichtet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die isostatische Pressung das Pulver auf eine mittlere Dichte von etwa 80 bis 95% der theoretischen Dichte verdichtet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochung der Kapsel unter Verwendung eines Schmiermittels erfolgt, insbesondere in Form von Glas.
7. Kapsel, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Außenmantel (8) sowie Deckel (9; 9') jeweils aus dünnem, duktilen Blech sowie einen Boden (14) aufweist, der zumindest einen verstärkten, dicker ausgebildeten Umfangsrand (15) aufweist.
8. Kapsel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (9; 9'), Außenmantel (8) und Boden (14) jeweils miteinander schweißverbunden (Schweißnähte 12, 25) sind.
9. Kapsel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (9; 9') integraler Bestandteil des Außenmantels (8) ist.
10. Kapsel nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (8) sich jeweils konisch verjüngende Endabschnitte (18) aufweist.
11. Kapsel nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Deckel (9) zugeordnete Endabschnitt des Außenmantels (8) radial nach innen gewölbt (Umfangswölbung 11) ausgebildet ist, oder daß der Deckel (9') einen zum Außenmantel (8) hin gewölbten Umfangsrand (11') aufweist.
12. Kapsel nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (14) aus einer relativ dicken, vorzugsweise etwa 10 bis 30 mm dicken Metallplatte besteht, dessen Mittenbereich (10) entweder innenseitig oder außenseitig eine Ausnehmung aufweist, die zu einer entsprechend reduzierten Dicke des Bodens in diesem Bereich von etwa 3 bis 7, insbesondere etwa 5 mm, führt.
13. Kapsel nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel statt aus dünnem, duktilen Blech ähnlich wie der Boden (14) aus einer relativ dicken Metallplatte (9") besteht, die ebenso wie der Boden innen- und/ oder außenseitig eine die Dicke des Bodens reduzierende Ausnehmung aufweisen kann.
14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bestehend aus einer Kapsel nach einem der Ansprüche 7-13 und einer topfartigen Aufnahme (1) für die Kapsel und einem zentral in die topfartige Aufnahme (1) einfahrbaren Dorn (4, 5), dem eine entsprechend zentral angeordnete Öffnung (2) im Boden der topfartigen Aufnahme (1) zugeordnet ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (4, 5) eine kegel-oder kegelstumpfartig ausgebildete Spitze (5 bzw. 5') aus hochfestem Material, insbesondere Warmarbeitsstahl, Hartmetall oder Keramik umfaßt, wobei die Spitze (5; 5') vorzugsweise lose am freien Ende eines hin- und herbewegbaren Schaftes (4) angesetzt ist und diesen längs ihres Umfanges in radialer Richtung geringfügig überragt.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Schaft (4) zugewandte und über diesen geringfügig vorstehende Umfangsrand (13; 13') der Spitze (5; 5') abgerundet ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (5; 5') und gegebenenfalls auch der Schaft (4) des Lochdorns mit Schmiermittel versehen ist, insbesondere in Form eines über die Spitze (5; 5') und gegebenenfalls auch den Schaft (4) gestülpten Strumpfes (6) aus Glasfasermaterial.
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