EP3595831A1 - Verfahren zur herstellung eines grünlings mit einem presswerkzeug, ein presswerkzeug, ein grünling sowie ein sinterteil - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines grünlings mit einem presswerkzeug, ein presswerkzeug, ein grünling sowie ein sinterteil

Info

Publication number
EP3595831A1
EP3595831A1 EP18711320.4A EP18711320A EP3595831A1 EP 3595831 A1 EP3595831 A1 EP 3595831A1 EP 18711320 A EP18711320 A EP 18711320A EP 3595831 A1 EP3595831 A1 EP 3595831A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
punch
axial direction
receptacle
along
green compact
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP18711320.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3595831B1 (de
Inventor
Stefan TILLER
Rainer Schmitt
Nils BORNEMANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GKN Powder Metallurgy Engineering GmbH
Original Assignee
GKN Sinter Metals Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GKN Sinter Metals Holding GmbH filed Critical GKN Sinter Metals Holding GmbH
Publication of EP3595831A1 publication Critical patent/EP3595831A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3595831B1 publication Critical patent/EP3595831B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • B22F3/02—Compacting only
    • 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
    • B22F3/02—Compacting only
    • B22F3/03—Press-moulding apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/02—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
    • B28B3/08—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form with two or more rams per mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B3/00—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor
    • B28B3/02—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form
    • B28B3/08—Producing shaped articles from the material by using presses; Presses specially adapted therefor wherein a ram exerts pressure on the material in a moulding space; Ram heads of special form with two or more rams per mould
    • B28B3/086—The rams working in different directions
    • 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
    • B30B11/007—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a plurality of pressing members working in different directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/02—Dies; Inserts therefor; Mounting thereof; Moulds
    • B30B15/022—Moulds for compacting material in powder, granular of pasta form
    • 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
    • B22F3/02—Compacting only
    • B22F3/03—Press-moulding apparatus therefor
    • B22F2003/031—Press-moulding apparatus therefor with punches moving in different directions in different planes

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a green compact with a pressing tool, a pressing tool, a green compact and a sintered part (or a component produced by a heat treatment of the green compact). hereinafter also referred to as a sintered part).
  • a sintered part a part which is to be further processed (eg by heat treatment) are produced with the pressing tool, ie green compacts which, after the pressing process, are produced, for example.
  • B. can be sintered.
  • metallic and / or ceramic powders can be pressed into green bodies in the matrix.
  • the method can be used for operating the pressing tool and for producing the green body or the sintered part.
  • the pressing tool can be used for producing the green compact.
  • a die extends along an axial direction between a first end face and a second end face, and forms between the end faces an inner circumferential surface which forms a receptacle for a powdered material or for a green compact produced from the material by compression.
  • At least one punch of the pressing tool which can be moved along the axial direction via a (first) end face into the die is provided, which presses the material arranged in the receptacle into the green compact.
  • an opening can be provided in the inner peripheral surface, over which at least one, long of a radial direction through a channel in the die and towards receiving movable and thereby filling the opening, second punch can be moved into the receptacle into it.
  • the inner peripheral surface of the die forms on the one hand the receptacle for the powder or the green product to be produced.
  • at least one upper punch of the pressing tool can travel into the die along the axial direction, via the first end face of the die which is open at the top.
  • the at least one upper punch slides along the inner circumferential surface of the die and increasingly presses the powder.
  • at least one lower punch can additionally be provided, which moves into the die via a downwardly open second end face of the die along the axial direction, or moves in the die between an upper position and a lower position, the die also being opposite the possibly . can not be moved unmixed.
  • the inner peripheral surface of the die defines in particular a lateral contour of the green body.
  • the green compacts produced in dies can have a variety of geometries.
  • in sections of the green compact which have side surfaces which are inclined with respect to the axial direction, that is to say conically taper, inhomogeneities can occur in the density distribution of the green compact.
  • these parts either can not be produced or even as sintered parts, especially in these sections, does not have the desired strength or the desired properties. So far, no compression method is known with such geometries can be produced with reasonable effort or with optimal component properties.
  • a method for producing at least one green compact with a pressing tool contributes.
  • the pressing tool comprises at least a die, a first punch and a second punch.
  • the die extends along an axial direction between a first end face and a second end face and forms an inner peripheral face with an opening between the face faces.
  • the inner peripheral surface forms a receptacle for the green body.
  • the at least one first punch is movable over one of the end faces of the die into the receptacle along an axial direction.
  • the at least one second punch is through a channel in the die and toward receiving along a radial Direction movable, whereby he prefers (if he was moved to the recording process), the opening fills.
  • the method comprises at least the following steps:
  • step b) providing the die and the second punch, the second punch being offset outwardly from the inner peripheral surface (and the opening) in the radial direction before or during step b);
  • the movable in the radial direction second punch is not used in particular for generating an undercut.
  • the second punch is moved beyond the opening into the receptacle, whereby the second punch has to be moved out of the receptacle before removal of the green compact from the receptacle, so that the positive connection between the second punch produced in the axial direction and Grünling is canceled.
  • Such a "return movement" of the second punch is not required for the removal of the green compact from the recording, but the green compact can be removed in particular even if the second Stamp is in the above-mentioned "flush” or "slightly protruding" end position.
  • the second punch for removal of the green compact is only at most 0.1 mm relative to the end position (ie the position in which the second punch is moved along the radial direction most towards the receptacle during step c) along the radial Headed back.
  • the powdery material can not be moved with sufficient accuracy and / or only with high risk of inhomogeneities in this section of the later green body.
  • the use of a movable in the radial direction second punch now allows that the required amount of material targeted and accurately measured to this section can be moved.
  • the second punch has an end face which forms the receptacle together with the inner peripheral surface, the end face extending parallel to the axial direction.
  • the inner peripheral surface in particular in the region between the opening and the first end face of the die, extends parallel to the axial direction.
  • a "parallel" orientation should still be present here, as far as this is usually adjustable with the manufacturing tolerances of the components specified here, so that, for example, deviations of at most two (2) angular degrees, preferably of at most one (1) angular degree, particularly preferably of at most 0, 3 angle degree from the axial direction should be included.
  • the (at least one) second punch in step a) or during step b) is offset so far in the radial direction relative to the inner peripheral surface that the filled in step b) material (before step c)) also in the channel ,
  • the filling of the material and the method of the second punch is performed at least partially parallel to each other.
  • the second die is arranged substantially flush with the inner circumferential surface before the material is introduced, with the second punch being retracted along the radial direction during the filling of the material.
  • the movement of the second punch acts like a vacuum pump and pulls the material into the channel.
  • the material arranged in the channel is displaced over the opening into the receptacle by the method of the (at least one) second punch in step c).
  • the (at least one) second punch comprises at least a first part-punch and a second part-punch, which can be moved independently of one another. It is also possible that two second punches are provided. This allows the process to be adapted more precisely to the respective prevailing conditions. For example, partial volumes of the later green compact can be successively filled and compacted.
  • stamps (and ejectors) provided in the method can be coupled together or moved and controlled completely independently of each other.
  • the partial punches are arranged alongside one another along the axial direction. But it is also a different arrangement of the partial stamp possible. These can also be arranged coaxially with one another or along a circumferential direction next to one another.
  • a partial region of a wall region of the green compact extending along the axial direction from a first end to a second end is compacted by the (at least one) second stamp, wherein the partial region extends from the first end and / or spaced from the second end.
  • the wall area between the first end and the partial area is in particular pressed by the first stamp.
  • the powdery material is displaced along the inner peripheral surface primarily along the axial direction.
  • the wall portion extends from a first end to a second end of the wall portion or green body, wherein the ends need not denote the maximum extent of the green body along the axial direction.
  • a partial area of the wall area is compacted by the second punch.
  • the subarea here is the rich of the green compact, which is arranged in the radial direction in front of the end face of the second punch.
  • the subregion extends between a first parting line and a second parting line on or to the wall region along the axial direction, wherein at least one of the parting lines has a curved, in particular meandering, course.
  • these separating lines can be generated relative to the wall regions which are not compressed in the radial direction and can therefore be readily identifiable.
  • another surface image and / or a second, second surface texture occurs in the subregion, which can be visually distinguished from the first surface texture of the wall region, outside the subregion.
  • the (at least one) second die is disposed on a portion of the green body that tapers along the axial direction, wherein a ratio between a largest cross section, transverse to the axial direction, the portion, and a minimum cross section is at least 2: 1, preferably at least 3: 1 is.
  • the largest cross section of the tapered section is arranged in particular between the first parting line and the second parting line.
  • the taper takes place continuously over, with respect to the axial direction inclined arranged side surfaces of the inner peripheral surface or the receptacle.
  • the pressing tool can be used in particular for the proposed be used for the production of a green compact.
  • the pressing tool comprises at least one die, at least one first punch and at least one second punch.
  • the die extends along an axial direction between a first end face and a second end face and forms an inner peripheral face with an opening between the face faces.
  • the inner peripheral surface forms a receptacle for the green body.
  • the at least one first punch is movable along an axial direction.
  • the at least one second punch is movable along a radial direction through a channel in the die and towards the receptacle, wherein it preferably (when it was moved to the recording) fills the opening.
  • the first punch is movable over one of the end faces of the die in the receptacle along the axial direction.
  • the pressing tool is now set up so that the second punch in the radial direction is movable only so far towards the receptacle that it at least with a portion of the inner peripheral surface, along the axial direction between the one end face on the first punch in the recording is moved, and the opening is arranged, flush or at the most by 0.1 mm [millimeters], in particular at most by 0.05 mm, at least opposite to this region of the inner peripheral surface in the radial direction in the recording into it can be arranged projecting.
  • the second punch on its end face facing the receptacle has no contour for forming an undercut on the green compact.
  • undercut preferably denotes a shoulder in the outer surface of the green body, which is an undersize (along the radial direction) of more than 2 or 1 mm, or even more than just 0.1 mm [millimeter], in particular more than 0.05 mm , opposite to each (other) surface of the green compact between the surface of the green compact formed by the end face of the second punch and the first end and / or the second end of the wall region or the green compact along the axial direction.
  • the first end and the second end are each arranged directly adjacent to the wall region.
  • the (at least one) second punch has an end face forming the receptacle together with the inner peripheral face, the end face extending parallel to the axial direction.
  • the inner peripheral surface in particular in the area between the opening and the first end face of the die, also extends parallel to the axial direction.
  • a green compact made by compressing a powdery material having a longitudinal axis extending along an axial direction and a wall portion parallel to the longitudinal axis extending along the axial direction from a first end to a second end extends.
  • the wall portion includes a portion that is spaced from the first end and from the second end.
  • a first surface structure of the wall area outside the partial area set by the pressing is different from a second surface structure of the partial area.
  • the first surface texture outside the portion is generated by shearing, namely, moving the particles along the inner circumferential surface in the axial direction during compression, forming a glossy surface with flattened particles.
  • the portion extends between a first parting line to the wall portion and a second parting line to the wall portion along the axial direction, wherein the parting line forms the transition from the first surface texture to the second surface texture.
  • the portion of the wall portion is formed by the pressing along the radial direction with the second punch.
  • a second surface structure arises in the partial area, which can already be visually distinguished from the first surface structure (outside the partial area).
  • the second surface texture of the subregion is not formed by shearing.
  • the particles are compressed along the radial direction.
  • the result is a matte surface with flattened particles.
  • At least one (in particular both) of the separating lines on a curved, in particular meandering course can be of a meandering or
  • the curved or meandering course counteracts the formation of a predetermined breaking point, which is rather to be expected in the case of straight-line parting lines the partial region compressed by the second punch and the wall region formed by the axial compression. Minimal edges and / or structure differences can form the predetermined breaking point. This transition of a possible density difference in the green compact between the partial area and the wall area is "blurred" by the curved dividing line.
  • the subsection is made without undercuts to the wall region and terminates flush with the wall region or is offset by at most 0.1 mm [millimeters], in particular at most 0.05 mm, from the wall region in a radial direction into the green compact.
  • undercut preferably denotes any shape of the green compact which has an undersize (along the radial direction) of more than 0.1 mm, in particular of at most 0.05 mm, relative to each surface of the green body between the subregion formed by the end face of the second stamp the green body and the first end and / or the second end of the wall portion or the green body along the axial direction.
  • the subregion is arranged on a section of the green body which tapers along the axial direction, wherein a ratio between a largest cross section, transverse to the axial direction, of the subsection and a smallest cross section is at least 2: 1, in particular at least 3: 1 , is.
  • the largest cross section of the tapered section is arranged in particular between the first parting line and the second parting line.
  • the smallest cross section between the first parting line and the second parting line is arranged.
  • the taper takes place continuously over, with respect to the axial direction inclined arranged side surfaces of the portion of the green compact, wherein At least the side surface of the green compact, which has the partial area, extends at least in the partial area parallel to the longitudinal axis.
  • the green compact can be produced in particular by the method and / or by using the pressing tool.
  • the remarks on the method and the pressing tool apply equally to the green product and vice versa.
  • sintered part a sintered part or a heat-treated component (hereinafter sintered part) is proposed, produced by sintering or heat treatment of the above-described green compact, wherein the sintered part in the region of the green compact, in which the first Oberfiumbleenge Stahl prevailed, a third surface structure is formed and in the Grünlings, in which previously had the second Oberfiumbleen Modell, a fourth (different from the third surface structure) surface structure has.
  • the third surface structure and the fourth surface structure relate to the changes in the surface structure due to the sintering or the heat treatment, starting from the surface structures in the green structure.
  • the differences between the surface area and the wall area can also be identified on the sintered part.
  • FIG. 2 shows the green compact according to FIG. 1 in a second perspective view
  • FIG. 3 shows the green compact according to FIGS. 1 and 2 in a side view
  • 4 shows a sintered part in a side view
  • FIG. 5 shows the sintered part according to FIG. 4 in a perspective view
  • FIG. 6 shows a first pressing tool during step b) of the method in a perspective view in section
  • FIG. 7 shows the first pressing tool according to FIG. 6 during step c) in a partially cutaway perspective view
  • FIG. 8 shows a second pressing tool before step b) of the method in a perspective view in section
  • FIG. 9 shows a further sintered part in a perspective view.
  • FIG. 1 shows a green compact 1 in a first perspective view.
  • FIG. 2 shows the green compact 1 according to FIG. 1 in a second perspective view.
  • FIG. 3 shows the green compact 1 according to FIGS. 1 and 2 in a side view. FIGS. 1 to 3 will be described together below.
  • the green compacts 1 produced in dies 3 can have a multiplicity of geometries. It has hitherto been difficult to produce green bodies 1, which taper at least in sections 24 of the green body 1 along the axial direction 4. In particular in sections 24 of the green body 1, which have side faces inclined relative to the axial direction 4, ie taper conically, inhomogeneities in the density distribution of the green compact 1 can occur. Thus, these parts can either not be produced or even as sintered parts 30, especially in these sections 24, do not have the desired strength or the desired properties.
  • the green compact 1 shown here was produced by pressing a powdered material 14.
  • the green compact 1 has a longitudinal axis 27 extending along an axial direction 4 and a wall region 21 extending parallel to the longitudinal axis 27 and extending along the axial direction 4 from a first end 19 to a second end 20, the wall region 21 forming a Partial region 18 which is spaced from the first end 19 and from the second end 20.
  • a first surface structure 28 of the wall region 21, which is set by the pressing, is outside the partial area.
  • the partial area 18 of the wall area 21 is formed by the pressing along the radial direction 11 with a second punch 13.
  • the partial region 18 is made without an undercut to the wall region 21 and terminates flush with the wall region 21.
  • the undercut designates each shape of the green body 1, which has a certain minimum undersize (along the radial direction 11) with respect to each surface of the green body 1 between the portion 18 of the green body 1 and the first end 19 formed by the end face 15 of the second punch 13 and / or the second end 20 of the wall region 21 or of the green body 1 along the axial direction 4.
  • the portion 18 is disposed on a portion 24 of the green body 1 that tapers along the axial direction 4, wherein a ratio between a largest cross section 25, transverse to the axial direction 4, the portion 24, and a minimum cross section 26 is at least 2: 1.
  • the tapering of the section 24 takes place continuously over side surfaces of the section 24 which are inclined relative to the axial direction 4, only the side surface of the green body 1, which has the partial area 18, extending parallel to the longitudinal axis 27.
  • the sintered part 30 is made by sintering a green compact 1.
  • the sintered part 30 has a longitudinal axis 27 extending along an axial direction 4 and a wall region 21 running parallel to the longitudinal axis 27, which extends along the axial direction 4 from a first end 19 to a second end 20, wherein the wall region 21 has a Partial region 18 which is spaced from the first end 19 and from the second end 20.
  • the partial region 18 is arranged on a section 24 of the sintered part 30, which tapers along the axial direction 4, wherein a ratio between a largest cross section 25, transverse to the axial direction 4, the sintered part 30 and a smallest cross section 26 is at least 2: 1 ,
  • the taper takes place continuously over, with respect to the axial direction 4 inclined arranged side surfaces of the sintered part.
  • the side surface of the sintered part 30, which has the partial region 18, extends parallel to the longitudinal axis 27.
  • the pressing tool 2 comprises a die 3, a first punch 10 and a second punch 13.
  • the die 3 extends along an axial direction 4 between a first end face 5 and a second end face 6 and forms an inner peripheral surface between the end faces 5, 6 7 with an opening 8.
  • the inner circumferential surface 7 forms a receptacle 9 for the green compact 1.
  • the first stamp 10 can be moved along an axial direction 4.
  • the second punch 13 is movable along a radial direction 11 through a channel 12 in the die 3 and towards the receptacle 9, whereby it (when it was moved to the receptacle 9) fills the opening 8 (see position of the second punch 13 in FIG Fig. 7).
  • the first punch 10 can be moved over the first end face 5 of the die 3 into the receptacle 9 along the axial direction 4.
  • step a) of the method the die 3 and the second punch 13 are provided, wherein the second punch 13 with respect to the inner peripheral surface 7 (and opposite the opening 8) in the radial direction 11 to the outside offset and thereby arranged in the channel 12.
  • step b) of the method the filling of a powdery material 14 into the receptacle 9 takes place.
  • the second punch 13 which is movable in the radial direction 11 is evidently not used for producing an undercut.
  • the second punch 13 would be moved beyond the opening 8 into the receptacle 9, wherein prior to removal of the green body 1 from the receptacle 9, the second punch 13 would have to be moved out of the receptacle 9, so that the in the axial direction 4 generated positive connection between the second punch 13 and green 1 is canceled.
  • the powdery material 14 can not or only very difficult to move in this section 24 of the later green body 1.
  • the use of a movable in the radial direction 11 second punch 13 now allows that the required amount of material 14 can be targeted precisely to this section 24 moved towards.
  • the second punch 13 has a, together with the inner peripheral surface 7, the receptacle 9 forming end face 15, wherein the end face 15 extends parallel to the axial direction 4.
  • the inner peripheral surface 7 also extends in the region between the opening 8 and the first end face 5 of the die 3, parallel to the axial direction 4.
  • the second punch 13 is arranged offset in step a) so far in the radial direction 11 relative to the inner peripheral surface 7, that the filled in step b) material 14 also in the channel 12 arranges as shown here.
  • the arranged in the channel 12 material 14 is moved by the process of the second punch 13 in step c) via the opening 8 in the receptacle 9.
  • FIG. 6 also shows a third punch 33, an ejector 34 and another (fourth) punch 35.
  • the third punch 33 and, if appropriate, the further punch 35 likewise serve to densify the powdery material 14. Due to the tapered section 24, the ejector 34 can not (or only to a limited extent be used for compacting the material 14. This would result in shear stresses arise in the green body 1, which can lead to failure of the green compact 1.
  • the ejector 34 is used here exclusively for removing the green compact 1 from the die 3 (together with the third punch 33 and the further punch 35).
  • FIG. 7 shows the first pressing tool 2 according to FIG. 6 during step c) in a partially sectioned perspective view. Reference is made to the comments on FIG. 6.
  • step c) of the method the first punch 10 and the second punch 13 are displaced for pressing the material 14 in the receptacle 9, wherein the second punch 13 in the radial direction 11 towards the receptacle 9 only so far is moved, which it is arranged flush with a region 36 of the inner peripheral surface 7, which is arranged along the axial direction 4 between the first end face 5 and the opening 8, or at most by 0.1 mm relative to this region 36 of the inner peripheral surface 7 in the radial direction 11 is arranged projecting into the receptacle 9 in.
  • step c) of the method a partial area 18 of a wall region 21 of the green compact 1 extending along the axial direction 4 from a first end 19 to a second end 20 is compressed by the second punch 13, wherein the partial area 18 of the first end 19 and spaced from the second end 20 is arranged.
  • Fig. 8 shows a second pressing tool 2 before step b) of the method in a perspective view in section. Reference is made to the comments on Figs. 6 and 7.
  • the second punch 13 comprises a first partial punch 16 and a second partial punch 17, which can be moved independently of one another.
  • the process can be adapted more closely to the prevailing conditions.
  • partial volumes of the later green compact 1 can be successively filled and compacted.
  • the partial punches 16, 17 are arranged alongside one another along the axial direction 4.
  • 9 shows a further sintered part 30 in a perspective view. Reference is made to the comments on FIGS. 1 to 3.
  • the sintered part 30 was produced by sintering the green compact 1 according to FIGS. 1 to 3.
  • the partial area 18 of the green body 1 or the sintered part extends between a first parting line 22 to the wall area 21 and a second parting line 23 to the wall area 21 along the axial direction 4, wherein the first parting line 22 has a meandering course.
  • the dividing lines 22, 23 are recognizable, on the one hand, due to the minimal offset in the radial direction 11 of the partial region 18, compared to the wall regions 21 which are not compressed in the radial direction 11.
  • another surface image or another fourth surface texture 32 sets in the partial area 18, which can be visually distinguished from the third surface texture 31 of the wall area 21.
  • the largest cross-section 25 of the tapered section 24 is arranged between the first parting line 22 and the second parting line 23. Also, the smallest cross section 26 of the tapered portion 24 is disposed between the first parting line 22 and the second parting line 23.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Grünlings (1) mit einem Presswerkzeug (2), ein Presswerkzeug (2), einen Grünling (1) sowie ein Sinterteil (30). Das Presswerkzeug (2) umfasst eine Matrize (3) und weiter einen entlang einer axialen Richtung (4) verfahrbaren ersten Stempel (10) sowie einen entlang einer radialen Richtung (11) durch einen Kanal (12) in der Matrize (3) und hin zur Aufnahme (9) verfahrbaren und dabei eine Öffnung (8) der Aufnahme (9) ausfüllenden zweiten Stempel (13). Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Bereitstellen der Matrize (3) und des zweiten Stempels (13), wobei der zweite Stempel (13) vor oder während Schritt b) gegenüber der Innenumfangsfläche (7) in der radialen Richtung (11) nach außen versetzt angeordnet ist; b) Einfüllen eines pulverförmigen Werkstoffes (14) in die Aufnahme (9); c) Verfahren zumindest des ersten Stempels (10) und des zweiten Stempels (13) und Verpressen des Werkstoffes (14) in der Aufnahme (9), wobei der zweite Stempel (13) in der radialen Richtung (11) hin zur Aufnahme (9) nur so weit verfahren wird, dass er mit der Innenumfangsfläche (7) bündig abschließend angeordnet ist.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Grünlings mit einem Presswerkzeug, ein Presswerkzeug, ein Grünling sowie ein Sinterteil Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Grünlings mit einem Presswerkzeug, ein Presswerkzeug, einen Grünling sowie ein Sinterteil (bzw. ein durch eine Wärmebehandlung des Grünlings hergestelltes Bauteil, im Folgenden auch als Sinterteil bezeichnet). Mit dem Presswerkzeug werden insbesondere sinterfähige Grünlinge bzw. beliebig weiter zu verarbeitende (z. B. durch eine Wär- mebehandlung) Grünlinge hergestellt, also Grünlinge, die nach dem Pressvorgang z. B. gesintert werden können. Insbesondere können in der Matrize metallische und/oder keramische Pulver zu Grünlingen verpresst werden. Insbesondere kann das Verfahren zum Betrieb des Presswerkzeugs und zur Herstellung des Grünlings bzw. des Sinterteils eingesetzt werden. Insbesondere kann das Presswerkzeug zur Herstellung des Grünlings eingesetzt werden.
Eine Matrize erstreckt sich entlang einer axialen Richtung zwischen einer ersten Stirnseite und einer zweiten Stirnseite und bildet zwischen den Stirnseiten eine Innenumfangsfläche aus, die eine Aufnahme für einen pulverförmigen Werkstoff bzw. für ein aus dem Werkstoff durch Verpressen hergestellten Grünling bildet. Es ist zumindest ein entlang der axialen Richtung über eine (erste) Stirnseite in die Matrize hinein verfahrbarer Stempel des Presswerkzeugs vorgesehen, der den in der Aufnahme angeordneten Werkstoff zu dem Grünling verpresst. Selbstverständlich ist auch bekannt, weitere entlang der axialen Richtung verfahrbare Stempel einzusetzen, die über die andere (zweite) Stirnseite in die Matrize eindringen.
Zur Erzeugung eines geometrischen Hinterschnitts bei dem Grünling kann in der Innenumfangsfläche eine Öffnung vorgesehen sein, über die mindestens ein, ent- lang einer radialen Richtung durch einen Kanal in der Matrize und hin zur Aufnahme verfahrbarer und dabei die Öffnung ausfüllender, zweiter Stempel in die Aufnahme hinein verfahren werden kann.
Die Innenumfangsfläche der Matrize bildet einerseits die Aufnahme für das Pulver bzw. den herzustellenden Grünling. Über die nach oben offene erste Stirnseite der Matrize kann insbesondere mindestens ein Oberstempel des Presswerkzeugs entlang der axialen Richtung in die Matrize hineinfahren. Der mindestens eine Oberstempel gleitet dabei entlang der Innenumfangsfläche der Matrize und ver- presst das Pulver zunehmend. Insbesondere kann zusätzlich mindestens ein Unterstempel vorgesehen sein, der über eine nach unten offene zweite Stirnseite der Matrize entlang der axialen Richtung in die Matrize hineinfährt, bzw. in der Matrize zwischen einer oberen Stellung und einer unteren Stellung verfährt, wobei auch die Matrize gegenüber dem ggf. nicht bewegten Unterstempel verfahren werden kann. Zwischen dem mindestens einen Oberstempel und dem mindestens einen Unterstempel wird so das Pulver zu einem Grünling verpresst, wobei die Innenumfangsfläche der Matrize insbesondere eine seitliche Kontur des Grünlings definiert.
Die in Matrizen hergestellten Grünlinge können eine Vielzahl von Geometrien aufweisen. Es hat sich bisher allerdings als schwierig dargestellt, Grünlinge herzustellen, die sich zumindest in Teilstücken des Grünlings entlang der axialen Richtung verjüngen. Insbesondere in Teilstücken des Grünlings, die gegenüber der axialen Richtung geneigte Seitenflächen aufweisen, also sich konisch verjüngen, können Inhomogenitäten in der Dichteverteilung des Grünlings auftreten. Damit lassen sich diese Teile entweder nicht herstellen oder weisen auch als Sinterteile gerade in diesen Teilstücken nicht die erwünschte Festigkeit bzw. die erwünschten Eigenschaften auf. Bisher ist kein Verdichtungsverfahren bekannt, mit dem derartige Geometrien mit vertretbarem Aufwand bzw. mit optimalen Bauteileigenschaften herstellbar sind.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere sollen auch besonders anspruchsvolle Geometrien von herzustellenden Grünlingen durch ein Verfahren und/oder durch ein Presswerkzeug herstellbar sein, wobei insbesondere Inhomogenitäten der Dichte in dem Grünling reduziert oder verhindert werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Presswerkzeug gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 8, ein Grünling gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 9 und ein Sinterteil gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 14 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiter- bildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.
Hierzu trägt ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Grünlings mit einem Presswerkzeug bei. Das Presswerkzeug umfasst zumindest eine Matrize, einen ersten Stempel und einen zweiten Stempel. Die Matrize erstreckt sich entlang einer axialen Richtung zwischen einer ersten Stirnseite und einer zweiten Stirnseite und bildet zwischen den Stirnseiten eine Innenumfangsfläche mit einer Öffnung aus. Die Innenumfangsfläche bildet eine Aufnahme für den Grünling. Der mindestens eine erste Stempel ist über eine der Stirnseiten der Matrize in die Aufnahme entlang einer axialen Richtung verfahrbar. Der mindestens eine zweite Stempel ist durch einen Kanal in der Matrize und hin zur Aufnahme entlang einer radialen Richtung verfahrbar, wobei er dabei (wenn er bis zur Aufnahme verfahren wurde) die Öffnung bevorzugt ausfüllt. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:
a) Bereitstellen der Matrize und des zweiten Stempels, wobei der zweite Stempel vor oder während Schritt b) gegenüber der Innenumfangsfläche (und der Öffnung) in der radialen Richtung nach außen versetzt angeordnet ist;
b) Einfüllen eines pulverförmigen Werkstoffes in die Aufnahme;
c) Verfahren zumindest des (mindestens einen) ersten Stempels und des (mindestens einen) zweiten Stempels und Verpressen des Werkstoffes in der Aufnahme, wobei der (mindestens eine) zweite Stempel in der radialen Richtung hin zur Aufnahme nur so weit verfahren wird, dass er zumindest mit einem Bereich der Innenumfangsfläche, der entlang der axialen Richtung zwischen der einen Stirnseite, über die der (mindestens eine) erste Stempel in die Aufnahme verfahren wird, und der Öffnung angeordnet ist,
- bündig abschließend oder
- um höchstens 0,1 mm [Millimeter], insbesondere um höchstens 0,05 mm, zumindest gegenüber diesem Bereich der Innenumfangsfläche in der radialen Richtung in die Aufnahme hinein überstehend angeordnet ist.
Hier wird der in der radialen Richtung verfahrbare zweite Stempel insbesondere nicht zur Erzeugung eines Hinterschnitts eingesetzt. Zur Erzeugung eines Hinterschnitts wird der zweite Stempel über die Öffnung hinaus in die Aufnahme hinein verschoben, wobei vor dem Entnehmen des Grünlings aus der Aufnahme der zweite Stempel aus der Aufnahme heraus verfahren werden muss, so dass der in der axialen Richtung erzeugte Formschluss zwischen zweitem Stempel und Grünling aufgehoben wird. Eine solche„Rückstellbewegung" des zweiten Stempels ist für die Entnahme des Grünlings aus der Aufnahme nicht erforderlich, sondern der Grünling kann insbesondere auch dann entnommen werden, wenn sich der zweite Stempel in der oben angegebenen„bündigen" oder„geringfügig überstehenden" Endstellung befindet. Insbesondere wird der zweite Stempel zur Entnahme des Grünlings nur um höchstens 0,1 mm gegenüber der Endstellung (also der Stellung, in der der zweite Stempel während Schritt c) entlang der radialen Richtung am weitesten in Richtung hin zur Aufnahme verfahren ist) entlang der radialen Richtung zurückgefahren.
Mit dem zweiten Stempel wird demnach eine Verdichtung des pulverförmigen Werkstoffs durch ein Verpressen in der radialen Richtung bewirkt. Dazu wird zugelassen, dass der pulverförmige Werkstoff über die Öffnung in den Kanal eintritt. So kann eine Zusatzmenge an Werkstoff in diesen Bereich des späteren Grünlings transportiert werden, wobei diese Zusatzmenge durch den zweiten Stempel über die Öffnung der Aufnahme und damit dem Grünling zugeführt wird. Damit wird ein Transport des pulverförmigen Werkstoffes entlang der axialen Richtung durch den ersten Stempel während des Verpressens hier durch einen Transport des pulverförmigen Werkstoffs entlang der radialen Richtung (teilweise) ersetzt und/oder ergänzt.
Gerade bei sich verjüngenden Bauteilen, z. B. mit konisch zulaufenden Seitenwänden, kann der pulverförmige Werkstoff nicht ausreichend genau und/oder nur mit hohem Risiko von Inhomogenitäten in diesem Teilstück des späteren Grünlings verschoben werden. Der Einsatz eines in der radialen Richtung verfahrbaren zweiten Stempels ermöglicht nun, dass die geforderte Menge an Werkstoff zielgerichtet und genau bemessen zu diesem Teilstück hin verfahren werden kann.
Es lassen sich hiermit Grünlinge herstellen, die eine sehr hohe und/oder sehr gleichmäßige Dichte im gesamten Querschnitt aufweisen. Insbesondere weist der zweite Stempel in der angegebenen Endstellung eine, zusammen mit der Innenumfangsfläche die Aufnahme bildende, Stirnfläche auf, wobei die Stirnfläche sich parallel zur axialen Richtung erstreckt. Bevorzugt erstreckt sich auch die Innenumfangsfläche, insbesondere in dem Bereich zwischen der Öffnung und der ersten Stirnseite der Matrize, parallel zur axialen Richtung. Eine„parallele" Ausrichtung soll hier noch vorliegen, soweit dies mit den Fertigungstoleranzen der hier angegebenen Bauteile üblicherweise einstellbar ist, so dass beispielsweise Abweichungen von höchstens zwei (2) Winkelgrad, bevorzugt von höchstens einem (1) Winkelgrad, besonders bevorzugt von höchstens 0,3 Winkelgrad von der axialen Richtung mit umfasst sein sollen.
Insbesondere wird der (mindestens eine) zweite Stempel in Schritt a) oder während Schritt b) so weit in der radialen Richtung gegenüber der Innenumfangsfläche versetzt angeordnet, dass sich der in Schritt b) eingefüllte Werkstoff (vor Schritt c)) auch in dem Kanal anordnet.
Bevorzugt wird das Einfüllen des Werkstoffes und das Verfahren des zweiten Stempels zumindest teilweise parallel zueinander durchgeführt. Insbesondere ist der zweite Stempel vor dem Einfüllen des Werkstoffes im Wesentlichen bündig mit der Innenumfangsfläche angeordnet, wobei der zweite Stempel während des Einfüllens des Werkstoffes entlang der radialen Richtung zurückgefahren wird. Die Bewegung des zweiten Stempels wirkt nach Art einer Vakuumpumpe und zieht den Werkstoff hinein in den Kanal. Insbesondere wird der in dem Kanal angeordnete Werkstoff durch das Verfahren des (mindestens einen) zweiten Stempels in Schritt c) über die Öffnung in die Aufnahme verschoben. Bevorzugt umfasst der (mindestens eine) zweite Stempel zumindest einen ersten Teilstempel und einen zweiten Teilstempel, die unabhängig voneinander verfahrbar sind. Es ist ebenso möglich, dass zwei zweite Stempel vorgesehen sind. Damit kann das Verfahren genauer an die jeweils vorherrschenden Bedingungen ange- passt werden. Z. B. können Teilvolumina des späteren Grünlings sukzessive gefüllt und verdichtet werden.
Insbesondere können alle im Verfahren vorgesehenen Stempel (und Auswerfer) miteinander gekoppelt oder vollständig unabhängig voneinander verfahren und geregelt werden.
Insbesondere sind die Teilstempel entlang der axialen Richtung nebeneinander angeordnet. Es ist aber auch eine andere Anordnung der Teilstempel möglich. Diese können auch koaxial zueinander oder entlang einer Umfangsrichtung ne- beneinander angeordnet sein.
Insbesondere wird in Schritt c) durch den (mindestens einen) zweiten Stempel ein Teilbereich eines, sich entlang der axialen Richtung von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckenden, Wandbereichs des Grünlings verdichtet, wo- bei der Teilbereich von dem ersten Ende und/oder von dem zweiten Ende beabstandet angeordnet ist. Der Wandbereich zwischen dem ersten Ende und dem Teilbereich wird insbesondere von dem ersten Stempel verpresst. In diesem Bereich wird der pulverförmige Werkstoff entlang der Innenumfangsfläche in erster Linie entlang der axialen Richtung verschoben. Der Wandbereich erstreckt sich von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende des Wandbereichs bzw. des Grünlings, wobei die Enden nicht die maximale Erstreckung des Grünlings entlang der axialen Richtung bezeichnen müssen. In Schritt c) wird durch den zweiten Stempel ein Teilbereich des Wandbereichs verdichtet. Der Teilbereich ist hier der Be- reich des Grünlings, der in radialer Richtung vor der Stirnfläche des zweiten Stempels angeordnet ist.
Insbesondere erstreckt sich der Teilbereich zwischen einer ersten Trennlinie und einer zweiten Trennlinie am bzw. zum Wandbereich entlang der axialen Richtung, wobei zumindest eine der Trennlinien einen gekrümmten, insbesondere mäan- dernden, Verlauf aufweist. Diese Trennlinien können zum einen aufgrund des minimalen Versatzes in der radialen Richtung des Teilbereichs gegenüber dem nicht in der radialen Richtung verdichteten Wandbereichen erzeugt und daher gut identifizierbar sein. Zum anderen stellt sich in dem Teilbereich ein anderes Ober- flächenbild und/oder ein anderes zweites Oberflächengefüge ein, das sich visuell von dem ersten Oberflächengefüge des Wandbereichs, außerhalb des Teilbereichs, unterscheiden lässt. Bevorzugt ist der (mindestens eine) zweite Stempel an einem Teilstück des Grünlings angeordnet, das sich entlang der axialen Richtung verjüngt, wobei ein Verhältnis zwischen einem größten Querschnitt, quer zur axialen Richtung, des Teilstücks und einem kleinsten Querschnitt mindestens 2: 1, bevorzugt mindestens 3: 1 ist. Dabei ist der größte Querschnitt des sich verjüngenden Teilstücks insbesonde- re zwischen der ersten Trennlinie und der zweiten Trennlinie angeordnet. Bevorzug ist auch der kleinste Querschnitt zwischen der ersten Trennlinie und der zweiten Trennlinie angeordnet.
Insbesondere erfolgt die Verjüngung kontinuierlich über, gegenüber der axialen Richtung geneigt angeordnete Seitenflächen der Innenumfangsfläche bzw. der Aufnahme.
Weiter wird ein Presswerkzeug zur Herstellung mindestens eines Grünlings vorgeschlagen. Das Presswerkzeug kann insbesondere für das vorgeschlagene Ver- fahren zur Herstellung eines Grünlings eingesetzt werden. Das Presswerkzeug umfasst zumindest eine Matrize, mindestens einen ersten Stempel sowie mindestens einen zweiten Stempel. Die Matrize erstreckt sich entlang einer axialen Richtung zwischen einer ersten Stirnseite und einer zweiten Stirnseite und bildet zwischen den Stirnseiten eine Innenumfangsfläche mit einer Öffnung aus. Die Innen- umfangsfläche bildet eine Aufnahme für den Grünling. Der mindestens eine erste Stempel ist entlang einer axialen Richtung verfahrbar. Der mindestens eine zweite Stempel ist entlang einer radialen Richtung durch einen Kanal in der Matrize und hin zur Aufnahme verfahrbar, wobei er bevorzugt dabei (wenn er bis zur Aufnahme verfahren wurde) die Öffnung ausfüllt. Der erste Stempel ist über eine der Stirnseiten der Matrize in die Aufnahme entlang der axialen Richtung verfahrbar. Das Presswerkzeug ist nunmehr so eingerichtet, dass der zweite Stempel in der radialen Richtung nur so weit hin zur Aufnahme verfahrbar ist, dass er zumindest mit einem Bereich der Innenumfangsfläche, der entlang der axialen Richtung zwischen der einen Stirnseite über die der erste Stempel in die Aufnahme verfahren wird, und der Öffnung angeordnet ist, bündig abschließend oder höchstens um 0,1 mm [Millimeter], insbesondere höchstens um 0,05 mm, zumindest gegenüber diesem Bereich der Innenumfangsfläche in der radialen Richtung in die Aufnahme hinein überstehend anordenbar ist.
Insbesondere weist der zweite Stempel an seiner der Aufnahme zugewandten Stirnfläche keine Kontur zur Ausbildung eines Hinterschnitts an dem Grünling auf. Dabei bezeichnet Hinterschnitt bevorzugt einen Absatz in der Außenfläche des Grünlings, der ein Untermaß (entlang der radialen Richtung) von mehr als 2 oder 1 mm, bzw. sogar mehr als nur 0,1 mm [Millimeter], insbesondere mehr als 0,05 mm, gegenüber jeder (anderen) Fläche des Grünlings zwischen der durch die Stirnfläche des zweiten Stempels gebildeten Fläche des Grünlings und dem ersten Ende und/oder dem zweiten Ende des Wandbereichs bzw. des Grünlings entlang der axialen Richtung aufweist. Insbesondere sind das erste Ende und das zweite Ende jeweils unmittelbar an den Wandbereich angrenzend angeordnet. Insbesondere weist der (mindestens eine) zweite Stempel eine, zusammen mit der Innenumfangsfläche die Aufnahme bildende, Stirnfläche auf, wobei die Stirnfläche sich parallel zur axialen Richtung erstreckt.
Bevorzugt erstreckt sich auch die Innenumfangsfläche, insbesondere in dem Be- reich zwischen der Öffnung und der ersten Stirnseite der Matrize, parallel zur axialen Richtung.
Die Ausführungen zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren gelten gleichermaßen für das Presswerkzeug und umgekehrt.
Es wird ein Grünling vorgeschlagen, hergestellt durch Verpressen eines pulver- förmigen Werkstoffes, wobei der Grünling eine sich entlang einer axialen Richtung erstreckende Längsachse und einen zu der Längsachse parallel verlaufenden Wandbereich aufweist, der sich entlang der axialen Richtung von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt. Der Wandbereich umfasst einen Teilbereich, der von dem ersten Ende und von dem zweiten Ende beabstandet angeordnet ist. Ein sich durch das Verpressen eingestelltes erstes Oberflächengefüge des Wandbereichs außerhalb des Teilbereichs unterscheidet sich von einem zweiten Oberflächengefüge des Teilbereichs.
Insbesondere wird das erste Oberflächengefüge außerhalb des Teilbereichs durch Scheerung, nämlich bewegen der Partikel entlang der Innenumfangsfläche in der axialen Richtung, während des Verdichtens erzeugt, wobei eine glänzende Oberfläche mit abgeplatteten Partikeln entsteht. Insbesondere erstreckt sich der Teilbereich zwischen einer ersten Trennlinie zum Wandbereich und einer zweiten Trennlinie zum Wandbereich entlang der axialen Richtung, wobei die Trennlinie den Übergang von dem ersten Oberflächengefüge zu dem zweiten Oberflächengefüge bildet.
Der Teilbereich des Wandbereichs wird durch das Verpressen entlang der radialen Richtung mit dem zweiten Stempel gebildet. Infolge des radialen Verpressens stellt sich in dem Teilbereich ein zweites Oberflächengefüge ein, das sich bereits visuell von dem ersten Oberflächengefüge (außerhalb des Teilbereichs) unterscheiden lässt.
Das zweite Oberflächengefüge des Teilbereichs wird insbesondere gerade nicht durch Scheerung gebildet. Hier werden die Partikel entlang der radialen Richtung verdichtet. Es entsteht eine matte Oberfläche mit abgeplatteten Partikeln.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist zumindest eine (insbesondere beide) der Trennlinien einen gekrümmten, insbesondere mäandernden Verlauf auf. Ein„gekrümmter" Verlauf einer Trennlinie liegt vor, wenn dieser nicht geradlinig verläuft, die Trennlinie also zumindest einen Krümmungsradius aufweist. Hat der Verlauf mehrere Abschnitte mit unterschiedlichem Krümmungsradius, insbesondere unterschiedlicher (entgegengesetzter) Orientierung relativ zum Verlauf der Trennlinie, kann von einem mäanderförmigen bzw. mäandernden Verlauf ausgegangen werden. Der gekrümmte bzw. mäandernde Verlauf wirkt der Bildung ei- ner Sollbruchstelle entgegen, die bei geradlinig verlaufenden Trennlinien eher zu erwarten ist. Diese Sollbruchstelle des Grünlings wird insbesondere durch den Umstand hervorgerufen, dass im Bereich der Trennlinie der Übergang zwischen dem durch den zweiten Stempel verdichteten Teilbereich und dem durch das axiale Verdichten gebildeten Wandbereich vorliegt. Diese dort ggf. vorliegenden mi- nimalen Kanten und/oder Gefügeunterschiede können die Sollbruchstelle bilden. Dieser Übergang eines möglichen Dichteunterschieds im Grünling zwischen dem Teilbereich und dem Wandbereich wird durch die gekrümmte Trennlinie„verwischt".
Insbesondere ist der Teilbereich hinterschnittfrei zum Wandbereich ausgeführt und schließt mit dem Wandbereich bündig ab oder ist höchstens um 0,1 mm [Millimeter], insbesondere höchstens 0,05 mm, gegenüber dem Wandbereich in einer radialen Richtung in den Grünling hinein versetzt angeordnet. Dabei bezeichnet Hinterschnitt bevorzugt jede Form des Grünlings, die ein Untermaß (entlang der radialen Richtung) von mehr als 0,1 mm, insbesondere von höchstens 0,05 mm, aufweist gegenüber jeder Fläche des Grünlings zwischen dem durch die Stirnfläche des zweiten Stempels gebildeten Teilbereich des Grünlings und dem ersten Ende und/oder dem zweiten Ende des Wandbereichs bzw. des Grünlings entlang der axialen Richtung.
Insbesondere ist der Teilbereich an einem Teilstück des Grünlings angeordnet, das sich entlang der axialen Richtung verjüngt, wobei ein Verhältnis zwischen einem größten Querschnitt, quer zur axialen Richtung, des Teilstücks und einem kleins- ten Querschnitt mindestens 2: 1, insbesondere mindestens 3 : 1 , ist.
Dabei ist der größte Querschnitt des sich verjüngenden Teilstücks insbesondere zwischen der ersten Trennlinie und der zweiten Trennlinie angeordnet. Bevorzugt ist auch der kleinste Querschnitt zwischen der ersten Trennlinie und der zweiten Trennlinie angeordnet.
Insbesondere erfolgt die Verjüngung kontinuierlich über, gegenüber der axialen Richtung geneigt angeordnete Seitenflächen des Teilstücks des Grünlings, wobei sich zumindest die Seitenfläche des Grünlings, die den Teilbereich aufweist, zumindest in dem Teilbereich parallel zur Längsachse erstreckt.
Der Grünling ist insbesondere durch das Verfahren und/oder durch Einsatz des Presswerkzeuges herstellbar. Die Ausführungen zu dem Verfahren und zu dem Presswerkzeug gelten in gleicher Weise für den Grünling und umgekehrt.
Weiter wird ein Sinterteil oder ein wärmebehandeltes Bauteil (im Folgenden Sinterteil) vorgeschlagen, hergestellt durch Sintern oder Wärmebehandeln des vorstehend beschriebenen Grünlings, wobei das Sinterteil im Bereich des Grünlings, in dem zuvor das erste Oberfiächengefüge vorlag, ein drittes Oberflächengefüge ausgebildet ist und im Bereich des Grünlings, in dem zuvor das zweite Oberfiächengefüge vorlag, ein viertes (vom dritten Oberflächengefüge verschiedenes) Oberflächengefüge aufweist.
Das dritte Oberfiächengefüge und das vierte Oberflächengefüge betrifft die Veränderungen der Oberfiächengefüge durch das Sintern bzw. durch die Wärmebehandlung ausgehend von den Oberfiächengefügen beim Grünling. Auch am Sinterteil sind die Unterschiede des Oberflächengefüges zwischen dem Teilbereich und dem Wandbereich identifizierbar.
Die Ausführungen zu dem Grünling gelten gleichermaßen für das Sinterteil und umgekehrt.
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste",„zweite",...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen oder Größen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände oder Größen zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Fi- guren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinie- ren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen: Fig. 1 : einen Grünling in einer ersten perspektivischen Ansicht;
Fig. 2: den Grünling nach Fig. 1 in einer zweiten perspektivischen Ansicht;
Fig. 3: den Grünling nach Fig. 1 und 2 in einer Seitenansicht; Fig. 4: ein Sinterteil in einer Seitenansicht;
Fig. 5 : das Sinterteil nach Fig. 4 in einer perspektivischen Ansicht; Fig. 6: ein erstes Presswerkzeug während Schritt b) des Verfahrens in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt;
Fig. 7: das erste Presswerkzeug nach Fig. 6 während Schritt c) in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht; Fig. 8: ein zweites Presswerkzeug vor Schritt b) des Verfahrens in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt; und Fig. 9: ein weiteres Sinterteil in einer perspektivischen Ansicht.
Fig. 1 zeigt einen Grünling 1 in einer ersten perspektivischen Ansicht. Fig. 2 zeigt den Grünling 1 nach Fig. 1 in einer zweiten perspektivischen Ansicht. Fig. 3 zeigt den Grünling 1 nach Fig. 1 und 2 in einer Seitenansicht. Die Fig. 1 bis 3 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.
Die in Matrizen 3 hergestellten Grünlinge 1 können eine Vielzahl von Geometrien aufweisen. Es hat sich bisher als schwierig dargestellt, Grünlinge 1 herzustellen, die sich zumindest in Teilstücken 24 des Grünlings 1 entlang der axialen Richtung 4 verjüngen. Insbesondere in Teilstücken 24 des Grünlings 1, die gegenüber der axialen Richtung 4 geneigte Seitenflächen aufweisen, also sich konisch verjüngen, können Inhomogenitäten in der Dichteverteilung des Grünlings 1 auftreten. Damit lassen sich diese Teile entweder nicht herstellen oder weisen auch als Sinterteile 30 gerade in diesen Teilstücken 24 nicht die erwünschte Festigkeit bzw. die er- wünschten Eigenschaften auf.
Der hier dargestellte Grünling 1 wurde durch Verpressen eines pulverförmigen Werkstoffes 14 hergestellt. Der Grünling 1 weist eine sich entlang einer axialen Richtung 4 erstreckende Längsachse 27 und einen zu der Längsachse 27 parallel verlaufenden Wandbereich 21 auf, der sich entlang der axialen Richtung 4 von einem ersten Ende 19 zu einem zweiten Ende 20 erstreckt, wobei der Wandbereich 21 einen Teilbereich 18 umfasst, der von dem ersten Ende 19 und von dem zweiten Ende 20 beabstandet angeordnet ist. Ein sich durch das Verpressen eingestelltes erstes Oberflächengefüge 28 des Wandbereichs 21 außerhalb des Teilbe- reichs 18 unterscheidet sich von einem zweiten Oberflächengefüge 29 des Teilbereichs 18. Der Teilbereich 18 des Wandbereichs 21 wird durch das Verpressen entlang der radialen Richtung 11 mit einem zweiten Stempel 13 gebildet.
Erkennbar ist der Teilbereich 18 hinterschnittfrei zum Wandbereich 21 ausgeführt und schließt mit dem Wandbereich 21 bündig ab. Dabei bezeichnet Hinterschnitt jede Form des Grünlings 1, die ein bestimmtes Mindestuntermaß (entlang der radialen Richtung 11) aufweist gegenüber jeder Fläche des Grünlings 1 zwischen dem durch die Stirnfläche 15 des zweiten Stempels 13 gebildeten Teilbereich 18 des Grünlings 1 und dem ersten Ende 19 und/oder dem zweiten Ende 20 des Wandbereichs 21 bzw. des Grünlings 1 entlang der axialen Richtung 4.
Der Teilbereich 18 ist an einem Teilstück 24 des Grünlings 1 angeordnet, dassich entlang der axialen Richtung 4 verjüngt, wobei ein Verhältnis zwischen einem größten Querschnitt 25, quer zur axialen Richtung 4, des Teilstücks 24 und einem kleinsten Querschnitt 26 mindestens 2: 1 ist.
Bei dem dargestellten Grünling 1 erfolgt die Verjüngung des Teilstücks 24 kontinuierlich über, gegenüber der axialen Richtung 4 geneigt angeordnete Seitenflächen des Teilstücks 24, wobei sich hier nur die Seitenfläche des Grünlings 1, die den Teilbereich 18 aufweist, parallel zur Längsachse 27 erstreckt.
Fig. 4 zeigt ein Sinterteil 30 in einer Seitenansicht. Fig. 5 zeigt das Sinterteil 30 nach Fig. 4 in einer perspektivischen Ansicht. Die Fig. 4 und 5 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Das Sinterteil 30 wird durch Sintern eines Grünlings 1 hergestellt. Das Sinterteil 30 weist eine sich entlang einer axialen Richtung 4 erstreckende Längsachse 27 und einen zu der Längsachse 27 parallel verlaufenden Wandbereich 21 auf, der sich entlang der axialen Richtung 4 von einem ersten Ende 19 zu einem zweiten Ende 20 erstreckt, wobei der Wandbereich 21 einen Teilbereich 18 umfasst, der von dem ersten Ende 19 und von dem zweiten Ende 20 beabstandet angeordnet ist.
Der Teilbereich 18 ist an einem Teilstück 24 des Sinterteils 30 angeordnet, das sich entlang der axialen Richtung 4 verjüngt, wobei ein Verhältnis zwischen einem größten Querschnitt 25, quer zur axialen Richtung 4, des Sinterteils 30 und einem kleinsten Querschnitt 26 mindestens 2: 1 ist. Bei dem dargestellten Sinterteil 30 erfolgt die Verjüngung kontinuierlich über, gegenüber der axialen Richtung 4 geneigt angeordnete Seitenflächen des Sinterteils. Die Seitenfläche des Sinterteils 30, die den Teilbereich 18 aufweist, erstreckt sich parallel zur Längsachse 27.
Fig. 6 zeigt ein erstes Presswerkzeug 2 während Schritt b) des Verfahrens in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt. Das Presswerkzeug 2 umfasst eine Matrize 3, einen ersten Stempel 10 und einen zweiten Stempel 13. Die Matrize 3 erstreckt sich entlang einer axialen Richtung 4 zwischen einer ersten Stirnseite 5 und einer zweiten Stirnseite 6 und bildet zwischen den Stirnseiten 5, 6 eine Innenumfangs- fläche 7 mit einer Öffnung 8 aus. Die Innenumfangsfläche 7 bildet eine Aufnahme 9 für den Grünling 1. Der erste Stempel 10 ist entlang einer axialen Richtung 4 verfahrbar. Der zweite Stempel 13 ist entlang einer radialen Richtung 11 durch einen Kanal 12 in der Matrize 3 und hin zur Aufnahme 9 verfahrbar, wobei er dabei (wenn er bis zur Aufnahme 9 verfahren wurde) die Öffnung 8 ausfüllt (siehe Stellung des zweiten Stempels 13 in Fig. 7). Der erste Stempel 10 ist über die erste Stirnseite 5 der Matrize 3 in die Aufnahme 9 entlang der axialen Richtung 4 verfahrbar. In Schritt a) des Verfahrens wird die Matrize 3 und der zweiten Stempel 13 bereitgestellt, wobei der zweite Stempel 13 gegenüber der Innenumfangsfläche 7 (und gegenüber der Öffnung 8) in der radialen Richtung 11 nach außen versetzt und dabei im Kanal 12 angeordnet ist. In Schritt b) des Verfahrens erfolgt das Einfüllen eines pulverförmigen Werkstoffes 14 in die Aufnahme 9.
Hier wird der in der radialen Richtung 11 verfahrbare zweite Stempel 13 offen- sichtlich nicht zur Erzeugung eines Hinterschnitts eingesetzt. Zur Erzeugung eines Hinterschnitts würde der zweite Stempel 13 über die Öffnung 8 hinaus in die Aufnahme 9 hinein verschoben werden, wobei vor dem Entnehmen des Grünlings 1 aus der Aufnahme 9 der zweite Stempel 13 aus der Aufnahme 9 heraus verfahren werden müsste, so dass der in der axialen Richtung 4 erzeugte Formschluss zwischen zweitem Stempel 13 und Grünling 1 aufgehoben wird.
Hier wird also gerade kein Hinterschnitt erzeugt sondern eine Verdichtung des pulverförmigen Werkstoffs 14 durch ein Verpressen in der radialen Richtung 11 bewirkt. Dazu wird zugelassen, dass der pulverförmige Werkstoff 14 über die Öffnung 8 in den Kanal 12 eintritt. Nur so kann eine Zusatzmenge an Werkstoff 14 in diesen Bereich des späteren Grünlings 1 transportiert werden, wobei diese Zusatzmenge durch den zweiten Stempel 13 der Aufnahme 9 und damit dem Grünling 1 über die Öffnung 8 wieder zugeführt wird. Damit wird ein Transport des pulverförmigen Werkstoffes 14 entlang der axialen Richtung 4 durch den ers- ten Stempel 10 während des Verpressens hier durch einen Transport des pulverförmigen Werkstoffs 14 entlang der radialen Richtung 11 ergänzt.
Gerade bei sich verjüngenden Bauteilen, z. B. mit konisch zulaufenden Seitenwänden, kann der pulverförmige Werkstoff 14 nicht oder nur sehr schwer in die- ses Teilstück 24 des späteren Grünlings 1 verschoben werden. Der Einsatz eines in der radialen Richtung 11 verfahrbaren zweiten Stempels 13 ermöglicht nun, dass die geforderte Menge an Werkstoff 14 zielgerichtet genau zu diesem Teilstück 24 hin verfahren werden kann. Der zweite Stempel 13 weist eine, zusammen mit der Innenumfangsfläche 7 die Aufnahme 9 bildende, Stirnfläche 15 auf, wobei die Stirnfläche 15 sich parallel zur axialen Richtung 4 erstreckt. Auch die Innenumfangsfläche 7 erstreckt sich in dem Bereich zwischen der Öffnung 8 und der ersten Stirnseite 5 der Matrize 3, parallel zur axialen Richtung 4.
Der zweite Stempel 13 wird in Schritt a) so weit in der radialen Richtung 11 gegenüber der Innenumfangsfläche 7 versetzt angeordnet, dass sich der in Schritt b) eingefüllte Werkstoff 14 auch in dem Kanal 12 anordnet wie hier dargestellt. Der in dem Kanal 12 angeordnete Werkstoff 14 wird durch das Verfahren des zweiten Stempels 13 in Schritt c) über die Öffnung 8 in die Aufnahme 9 verschoben.
In Fig. 6 ist weiterhin ein dritter Stempel 33, ein Auswerfer 34 sowie ein weiterer (vierter) Stempel 35 dargestellt. Der dritte Stempel 33 und ggf. der weitere Stem- pel 35 dienen ebenfalls der Verdichtung des pulverförmigen Werkstoffs 14. Aufgrund des sich verjüngenden Teilstücks 24 kann der Auswerfer 34 nicht (oder nur im geringem Umfang zum Verdichten des Werkstoffs 14 eingesetzt werden. Damit würden Scherspannungen in dem Grünling 1 entstehen, die zum Versagen des Grünlings 1 führen können. Der Auswerfer 34 dient hier ausschließlich zum Ent- fernen des Grünlings 1 aus der Matrize 3 (zusammen mit dem dritten Stempel 33 und dem weiteren Stempel 35).
Fig. 7 zeigt das erste Presswerkzeug 2 nach Fig. 6 während Schritt c) in einer teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht. Auf die Ausführungen zu Fig. 6 wird Bezug genommen.
In Schritt c) des Verfahrens werden der erste Stempel 10 und der zweite Stempel 13 zum Verpressen des Werkstoffes 14 in der Aufnahme 9 verschoben, wobei der zweite Stempel 13 in der radialen Richtung 11 hin zur Aufnahme 9 nur so weit verfahren wird, das er mit einem Bereich 36 der Innenumfangsfläche 7, der entlang der axialen Richtung 4 zwischen der ersten Stirnseite 5 und der Öffnung 8 angeordnet ist, bündig abschließend angeordnet ist oder höchstens um 0,1 mm gegenüber diesem Bereich 36 der Innenumfangsfläche 7 in der radialen Richtung 11 in die Aufnahme 9 hinein überstehend angeordnet ist.
In Schritt c) des Verfahrens wird durch den zweiten Stempel 13 ein Teilbereich 18 eines, sich entlang der axialen Richtung 4 von einem ersten Ende 19 zu einem zweiten Ende 20 erstreckenden, Wandbereichs 21 des Grünlings 1 verdichtet, wo- bei der Teilbereich 18 von dem ersten Ende 19 und von dem zweiten Ende 20 beabstandet angeordnet ist.
Fig. 8 zeigt ein zweites Presswerkzeug 2 vor Schritt b) des Verfahrens in einer perspektivischen Ansicht im Schnitt. Auf die Ausführungen zu den Fig. 6 und 7 wird Bezug genommen.
Im Unterschied zu dem ersten Presswerkzeug gemäß Fig. 6 und 7 umfasst der zweite Stempel 13 einen ersten Teilstempel 16 und einen zweiten Teilstempel 17, die unabhängig voneinander verfahrbar sind. Damit kann das Verfahren genauer an die jeweils vorherrschenden Bedingungen angepasst werden. Z. B. können Teilvolumina des späteren Grünlings 1 sukzessive gefüllt und verdichtet werden. Erkennbar sind die Teilstempel 16, 17 entlang der axialen Richtung 4 nebeneinander angeordnet. Fig. 9 zeigt ein weiteres Sinterteil 30 in einer perspektivischen Ansicht. Auf die Ausführungen zu Fig. 1 bis 3 wird verwiesen. Das Sinterteil 30 wurde durch Sintern des Grünlings 1 nach Fig. 1 bis 3 hergestellt. Der Teilbereich 18 des Grünlings 1 bzw. des Sinterteils erstreckt sich zwischen einer ersten Trennlinie 22 zum Wandbereich 21 und einer zweiten Trennlinie 23 zum Wandbereich 21 entlang der axialen Richtung 4, wobei die erste Trennlinie 22 einen mäandemden Verlauf aufweist. Die Trennlinien 22, 23 sind zum einen aufgrund des minimalen Versatzes in der radialen Richtung 11 des Teilbereichs 18 gegenüber dem nicht in der radialen Richtung 11 verdichteten Wandbereichen 21 erkennbar. Zum anderen stellt sich in dem Teilbereich 18 ein anderes Oberflächenbild oder ein anderes viertes Oberflächengefüge 32 ein, das sich visuell von dem dritten Oberflächengefüge 31 des Wandbereichs 21 unterscheiden lässt.
Erkennbar ist hier der größte Querschnitt 25 des sich verjüngenden Teilstücks 24 zwischen der ersten Trennlinie 22 und der zweiten Trennlinie 23 angeordnet. Auch der kleinste Querschnitt 26 des sich verjüngenden Teilstücks 24 ist zwischen der ersten Trennlinie 22 und der zweiten Trennlinie 23 angeordnet.
Bezugszeichenliste
1 Grünling
2 Presswerkzeug
3 Matrize
4 axiale Richtung
5 erste Stirnseite
6 zweite Stirnseite
7 Innenumfangsfläche
8 Öffnung
9 Aufnahme
10 erster Stempel
11 radiale Richtung
12 Kanal
13 zweiter Stempel
14 Werkstoff
15 Stirnfläche
16 erster Teilstempel
17 zweiter Teilstempel
18 Teilbereich
19 erstes Ende
20 zweites Ende
21 Wandbereich
22 erste Trennlinie
23 zweite Trennlinie
24 Teilstück
25 größter Querschnitt
26 kleinster Querschnitt 27 Längsachse
28 erstes Obernächengefüge
29 zweites Obernächengefüge
30 Sinterteil
31 drittes Obernächengefüge
32 viertes Oberflächengefüge
33 dritter Stempel
34 Auswerfer
35 weiterer Stempel
36 Bereich

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung mindestens eines Grünlings (1) mit einem Presswerkzeug (2), wobei das Presswerkzeug (2) zumindest eine Matrize (3) um- fasst, die sich entlang einer axialen Richtung (4) zwischen einer ersten Stirnseite (5) und einer zweiten Stirnseite (6) erstreckt und zwischen den Stirnseiten (5, 6) eine Innenumfangsfläche (7) mit einer Öffnung (8) ausbildet, wobei die Innenumfangsfläche (7) eine Aufnahme (9) für den Grünling
(I) bildet, und weiter mindestens einen über eine der Stirnseiten (5, 6) der Matrize (3) in die Aufnahme (9) entlang der axialen Richtung (4) verfahrbaren ersten Stempel (10) sowie mindestens einen durch einen Kanal (12) in der Matrize (3) und hin zur Aufnahme (9) entlang einer radialen Richtung
(I I) verfahrbaren zweiten Stempel (13); wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:
a) Bereitstellen der Matrize (3) und des zweiten Stempels (13), wobei der zweite Stempel (13) vor oder während Schritt b) gegenüber der Innenumfangsfläche (7) in der radialen Richtung (11) nach außen versetzt angeordnet ist;
b) Einfüllen eines pulverförmigen Werkstoffes (14) in die Aufnahme (9); c) Verfahren zumindest des ersten Stempels (10) und des zweiten Stempels (13) und Verpressen des Werkstoffes (14) in der Aufnahme (9), wobei der zweite Stempel (13) in der radialen Richtung (11) hin zur Aufnahme (9) nur so weit verfahren wird, dass er zumindest mit einem Bereich (36) der Innenumfangsfläche (7), der entlang der axialen Richtung (4) zwischen der einen Stirnseite (5, 6), über die der erste Stempel (10) in die Aufnahme (9) verfahren wird, und der Öffnung (8) angeordnet ist, bündig abschließend oder um höchstens 0,1 mm zumindest gegenüber diesem Bereich (36) der Innenumfangsfläche (7) in der radialen Richtung (11) in die Aufnahme (9) hinein überstehend angeordnet ist.
Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei der zweite Stempel (13) in Schritt a) oder während Schritt b) so weit in der radialen Richtung (11) gegenüber der Innenumfangsfläche (7) versetzt angeordnet wird, dass sich der in Schritt b) eingefüllte Werkstoff (14) auch in dem Kanal (12) anordnet.
Verfahren nach Patentanspruch 2, wobei der in dem Kanal (12) angeordnete Werkstoff (14) durch das Verfahren des zweiten Stempels (13) in Schritt c) über die Öffnung (8) in die Aufnahme (9) verschoben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der zweite Stempel (13) zumindest einen ersten Teilstempel (16) und einen zweiten Teilstempel (17) umfasst, die unabhängig voneinander verfahrbar sind.
Verfahren nach Patentanspruch 4, wobei die Teilstempel (16, 17) entlang der axialen Richtung (4) nebeneinander angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei in Schritt c) durch den zweiten Stempel (13) ein Teilbereich (18) eines, sich entlang der axialen Richtung (4) von einem ersten Ende (19) zu einem zweiten Ende (20) erstreckenden, Wandbereichs (21) des Grünlings (1) verdichtet wird, wobei der Teilbereich (18) zumindest von dem ersten Ende (19) oder von dem zweiten Ende (20) beabstandet angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der zweite Stempel (13) an einem Teilstück (24) des Grünlings (1) angeordnet ist, das sich entlang der axialen Richtung (4) verjüngt, wobei ein Verhältnis zwischen einem größten Querschnitt (25), quer zur axialen Richtung (4), des Teilstücks (24) und einem kleinsten Querschnitt (26) mindestens 2: 1 ist.
Presswerkzeug (2) zur Herstellung mindestens eines Grünlings (1), wobei das Presswerkzeug
(2) zumindest eine Matrize
(3) umfasst, die sich entlang einer axialen Richtung
(4) zwischen einer ersten Stirnseite
(5) und einer zweiten Stirnseite (6) erstreckt und zwischen den Stirnseiten (5, 6) eine In- nenumfangsfläche (7) mit einer Öffnung (8) ausbildet, wobei die Innenum- fangsfläche (7) eine Aufnahme (9) für den Grünling (1) bildet, und weiter mindestens einen über eine der Stirnseiten (5,
6) der Matrize (3) in die Aufnahme (9) entlang einer axialen Richtung (4) verfahrbaren ersten Stempel (10) sowie mindestens einen entlang einer radialen Richtung (11) durch einen Kanal (12) in der Matrize (3) und hin zur Aufnahme (9) verfahrbaren zweiten Stempel (13); wobei der zweite Stempel (13) in der radialen Richtung (11) nur so weit hin zur Aufnahme (9) verfahrbar ist, dass er zumindest mit einem Bereich (36) der Innenumfangsfläche
(7), der entlang der axialen Richtung (4) zwischen der einen Stirnseite (5, 6), über die der erste Stempel
(10) in die Aufnahme (9) verfahren wird, und der Öffnung
(8) angeordnet ist, bündig abschließend oder höchstens um 0,1 mm zumindest gegenüber diesem Bereich (36) der Innenumfangsfläche (7) in der radialen Richtung
(11) in die Aufnahme
(9) hinein überstehend anordenbar ist.
Grünling (1), hergestellt durch Verpressen eines pulverförmigen Werkstoffes (14), wobei der Grünling (1) eine sich entlang einer axialen Richtung (4) erstreckende Längsachse (27) und einen zu der Längsachse (27) parallel verlaufenden Wandbereich (21) aufweist, der sich entlang der axialen Richtung (4) von einem ersten Ende (19) zu einem zweiten Ende (20) erstreckt, wobei der Wandbereich (21) einen Teilbereich (18) umfasst, der von dem ersten Ende (19) und von dem zweiten Ende (20) beabstandet angeordnet ist; wobei ein sich durch das Verpressen eingestelltes erstes Oberflächengefüge (28) des Wandbereichs (21) außerhalb des Teilbereichs (18) sich von einem zweiten Oberflächengefüge (29) des Teilbereichs (18) unterscheidet.
10. Grünling (1) nach Patentanspruch 9, wobei der Teilbereich (18) sich zwischen einer ersten Trennlinie (22) zum Wandbereich (21) und einer zweiten Trennlinie (23) zum Wandbereich (21) entlang der axialen Richtung (4) erstreckt, wobei die Trennlinien (22, 23) den Übergang von dem ersten Ober- flächengefüge (28) zu dem zweiten Oberflächengefüge (29) bilden.
11. Grünling (1) nach Patentanspruch 10, wobei zumindest eine der Trennlinien (22, 23) einen gekrümmten Verlauf aufweist.
12. Grünling (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 9 bis 11, wobei der Teilbereich (18) hinterschnittfrei zum Wandbereich (21) ausgeführt ist und mit dem Wandbereich (21) bündig abschließt oder höchstens um 0,1 mm gegenüber dem Wandbereich (21) in einer radialen Richtung (11) in den Grünling (1) hinein versetzt angeordnet ist.
13. Grünling (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Teilbereich (18) an einem Teilstück (24) des Grünlings (1) angeordnet ist, das sich entlang der axialen Richtung (4) verjüngt, wobei ein Verhältnis zwischen einem größten Querschnitt (25), quer zur axialen Richtung (4), des Teilstücks (24) und einem kleinsten Querschnitt (26) mindestens 2: 1 ist.
14. Sinterteil (30), hergestellt durch eine Wärmebehandlung des Grünlings (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 9 bis 13, wobei das Sinterteil (30) im Bereich des ersten Oberflächengefüges (28) des Grünlings (1) ein drittes Oberfiächengefüge (31) und im Bereich des zweiten Oberfiä- chengefüges (29) des Grünlings (1) ein viertes Oberfiächengefüge (32) aufweist.
EP18711320.4A 2017-03-14 2018-03-14 Verfahren zur herstellung eines grünlings mit einem presswerkzeug, ein presswerkzeug, ein grünling sowie ein sinterteil Active EP3595831B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017105364.6A DE102017105364A1 (de) 2017-03-14 2017-03-14 Verfahren zur Herstellung eines Grünlings mit einem Presswerkzeug, ein Presswerkzeug, ein Grünling sowie ein Sinterteil
PCT/EP2018/056349 WO2018167127A1 (de) 2017-03-14 2018-03-14 Verfahren zur herstellung eines grünlings mit einem presswerkzeug, ein presswerkzeug, ein grünling sowie ein sinterteil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3595831A1 true EP3595831A1 (de) 2020-01-22
EP3595831B1 EP3595831B1 (de) 2023-06-28

Family

ID=61655793

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18711320.4A Active EP3595831B1 (de) 2017-03-14 2018-03-14 Verfahren zur herstellung eines grünlings mit einem presswerkzeug, ein presswerkzeug, ein grünling sowie ein sinterteil

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11318533B2 (de)
EP (1) EP3595831B1 (de)
JP (1) JP6949984B2 (de)
CN (1) CN110785245B (de)
DE (1) DE102017105364A1 (de)
ES (1) ES2957558T3 (de)
WO (1) WO2018167127A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112743662A (zh) * 2020-12-16 2021-05-04 佛山市恒力泰机械有限公司 一种承烧匣钵的压制成型方法、设备及承烧匣钵
CN114871434B (zh) * 2022-04-25 2024-04-12 泉州众志新材料科技有限公司 金刚石刀头的热压模具、金刚石刀头的制备方法、金刚石刀头及金刚石钻头

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2739412B2 (ja) 1993-05-21 1998-04-15 良太 平井 縦横比の大きい物体の粉体成型方法
DE29500253U1 (de) * 1995-01-09 1996-05-09 Pafamax Brandschutztech Gmbh Vorrichtung zur Herstellung eines Rohrs aus Schüttgut
JP4348750B2 (ja) * 1998-04-21 2009-10-21 日産自動車株式会社 粉末成形装置及びその駆動方法
DE20115860U1 (de) * 2001-09-17 2001-12-13 Schneider Harald Preßvorrichtung
DE102005038915A1 (de) 2005-08-17 2007-03-22 Dorst Technologies Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Pressen eines Formteils mit einem Querstempel
AT505947B1 (de) * 2007-11-14 2016-04-15 Miba Sinter Austria Gmbh Verdichtungswerkzeug
EP2098317A1 (de) * 2007-12-04 2009-09-09 Osterwalder AG Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Presslings aus Metallpulver
DE102010048183A1 (de) 2010-10-13 2012-04-19 Komage-Gellner Maschinenfabrik Kg Presse und Verfahren zur Herstellung eines Formlings aus pulverförmigem Material
IL214642A (en) 2011-08-14 2015-07-30 Iscar Ltd Cutting die system
DE102013204370A1 (de) 2012-03-13 2013-09-19 Ceramtec Gmbh Verfahren zum Pressen eines Grünlings für die Herstellung von Schneidplatten
AT14230U1 (de) * 2014-02-17 2015-06-15 Ceratizit Austria Gmbh Formwerkzeug, Verfahren zur Herstellung eines Grünlings und Verwendung des Formwerkzeugs
CN104368811A (zh) 2014-11-26 2015-02-25 江西稀有稀土金属钨业集团有限公司 一种压制粉料异形产品的模具及压制粉料异形产品的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11318533B2 (en) 2022-05-03
CN110785245B (zh) 2022-08-19
WO2018167127A1 (de) 2018-09-20
JP2020512484A (ja) 2020-04-23
DE102017105364A1 (de) 2018-09-20
EP3595831B1 (de) 2023-06-28
CN110785245A (zh) 2020-02-11
ES2957558T3 (es) 2024-01-22
JP6949984B2 (ja) 2021-10-13
US20200009652A1 (en) 2020-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2480359B1 (de) Verfahren zur herstellung eines grünlings, vorrichtung zur dessen herstellung und computerprogrammprodukt
AT505947B1 (de) Verdichtungswerkzeug
EP2066468B2 (de) Verfahren und vorrichtung zur oberflächenverdichtung eines sinterteils
EP3253566B1 (de) Gestaltoptimierte pm-werkzeugkomponenten unter verwendung von verbindungstechnologie
DE102011117318B4 (de) Umformwerkzeuganordnung für Mikrobauteile
EP3595831B1 (de) Verfahren zur herstellung eines grünlings mit einem presswerkzeug, ein presswerkzeug, ein grünling sowie ein sinterteil
DE112011103625T5 (de) Axiale und radiale Arretierungsmerkmale für Pulvermetall-Formungsanwendungen
AT517989B1 (de) Verfahren zum Oberflächenverdichten und Kalibrieren eines Sinterbauteils
EP0846883A1 (de) Synchronisationseinrichtung für Getriebe und Verfahren zum Anspitzen von Zähnen eines gesinterten Synchronisationskörpers
WO2010075915A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines käfigs eines wälzlagers
AT17771U1 (de) Werkzeug und verfahren zur herstellung eines schrägverzahnten sektorzahnrads und zugehöriges schrägsektorzahnrad
AT510204B1 (de) Schiebemuffe
AT515747B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Baugruppe
DE4318512C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Extrudieren von pulverförmigem Material
DE102022110166A1 (de) Schiebemuffe
EP1934007A1 (de) Verfahren zur herstellung eines gegenstandes aus mindestens einem selbständigen beweglichen teil und einem fixierteil
AT521836B1 (de) Verfahren zum Pressen eines Grünlings
WO2015189300A1 (de) Verfahren und presse zur herstellung eines grünlingsverbundes mit einer sollbruchstelle
EP2834030B1 (de) VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES FLIEßGEPRESSTEN LAGERZAPFENS
DE102019128350A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines kalibrierten Teileverbunds
DE2357309A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur pulvermetallurgischen herstellung von kontaktduesen fuer schweissmaschinen
AT504317B1 (de) Keramikkírper für ein abstimmelement und verfahren zu dessen herstellung
WO1999011584A1 (de) Verfahren zur herstellung von bauteilen aus pulvern

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20191008

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20210205

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20230314

RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: GKN SINTER METALS ENGINEERING GMBH

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

P01 Opt-out of the competence of the unified patent court (upc) registered

Effective date: 20230602

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1582254

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20230715

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502018012562

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230928

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20230628

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230929

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2957558

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

Effective date: 20240122

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231028

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231030

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20231028

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502018012562

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20230628

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20240321

Year of fee payment: 7

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT