FI94104C - Muotokappaleiden valmistusmenetelmä - Google Patents

Description

5 94104

Muotokappaleiden valmistusmenetelmä - Förfarande för tillverk-ning av formkroppar

Keksintö liittyy menetelmään muotokappaleiden valmistamiseksi jauhemateriaalista. Jauhemateriaali kaadetaan esimuotoiltuihin kapseleihin, joihin sen jälkeen muodostetaan tyhjö ja jotka suljetaan kaasutiiviisti ennen kuin ne puristetaan kokoon 10 oleellisesti tiiviiksi kappaleiksi isostaattisella puristuksella. Keksintöä voidaan soveltaa erityisesti muotokappaleiden valmistukseen, joiden yksilöpaino on pieni, tai pitkinä sarjoina.

Kun jauhemateriaalia puristetaan kokoon isostaattisella puris-15 tuksella, jauhemateriaali suljetaan kaasutiiviiseen kapseliin, jonka muotoa voidaan muuttaa, ennenkuin kappaleeseen kohdistetaan isostaattista painetta ympäröivästä paineväliaineesta.

Kappale muodostetaan esimerkiksi kaatamalla jauhetta esimuo-20 toiltuun kapseliin, mutta jauhe voidaan myös esimuotoilla tuorekappaleeksi, josta (mahdollinen) sideane poistetaan ennenkuin kappale päällystetään tiiviillä, sisäänsä sulkevalla kerroksella.

25 Kun metallikappaleita valmistetaan isostaattisella puristuksel-*. la, metallijauhe tavallisesti kaadetaan esimuotoiltuun ohutta levyä olevaan kapseliin. Levymetallikapselin valmistuskustannukset rajoittavat isostaattisen puristamisen soveltamista, koska muottikustannusten suhteellinen osuus muotokappaleiden 30 kokonaiskustannuksista kasvaa yksilöpainon pienentyessä, seostuksen määrän pienentyessä, ja muodon mutkikkuuden kasvaessa, mutta sarjan pituus ei oleellisesti siihen vaikuta. Kustannukset jotka syntyvät, kun jokainen muotokappale vaatii saumahitsatun ja painekoestetun kapselin, rajoittavat sellaisen isostaattisen 35 puristamisen mahdollisuuksia, erityisesti valmistettaessa muotokappaleita, joilla on pieni yksilöpaino, mutkikas muoto, tai alhaiset materiaalikustannukset.

2 94104

Kun isostaattisella puristuksella jauheinateriaalista valmistetaan muotokappaleita muotoaan muuttavassa kapselissa, esillä olevan keksinnön mukaan ainakin yksi osaelementti esimuotoillaan puristusmuovaamalla syvennyksiä ohueen levyyn. Kapseli kootaan 5 hitsaamalla esimuotoillut osaelementit kapseliksi, jolloin ainakin yksi esimuotoillun osaelementin syvennyksistä muodostaa muotin muotokappaleosaa varten ja jolloin ainakin yksi toinen syvennys esimuotoillussa osaelementissä muodostaa tulokanavan jauhemateriaalia varten. Kapseli täytetään jauhemateriaalilla 10 ja siihen muodostetaan tyhjö ja se suljetaan oleellisesti kaasutiiviisti, jonka jälkeen kapseli ja siihen suljettu jauhemateriaali puristetaan kokoon isostaattisesti oleellisesti tiiviiksi kappaleeksi.

15 Kokoonpuristamisen jälkeen kapseli poistetaan ja muotokappaleet erotetaan toisistaan ja irrotetaan tulokanavista.

Koska osaelementit esimuotoillaan ja liitetään toisiinsa me-kanisoitavalla menetelmällä, ohuen levyn puristusmuovauksella 20 ja hitsauksella, tarjoutuu mahdollisuus huomattavasti mutkikkaampien kapseleiden valmistamiseksi, jotka muotokappaleiden muottien lisäksi myös voivat sisältää tulokanavia jauhetta varten. Tämä mahdollistaa suuren muotokappalemäärän valmistamisen samassa kapselissa. Lisäksi mekanisoitavan menetelmän 25 soveltaminen johtaa kapselin kustannusten pienenemiseen sarjojen pituuden kasvaessa.

Keksinnön mukaisten kapseleiden valmistus, jolloin levyn puris-tusmuovausta käytetään hyväksi kapseleiden muotoilemiseksi, 30 tarkoittaa sitä, että yksilöpainon taloudellinen alaraja poistuu ja että nyt voidaan valmistaa kapseleita, jotka sisältävät suuren määrän muotteja, että voidaan valmistaa mutkikkaita muotoja taloudellisella tavalla, että voidaan käyttää hyödyksi sitä seikkaa että kustannukset kapselia kohti laskevat sarjojen 35 pituuden kasvaessa, ja että koestuskustannukset kapselia kohti sellaisten kapseleiden osalta jotka sisältävät monta muottia, . voidaan jakaa suuremmalle osien lukumäärälle.

3 94104

Keksinnön avulla voidaan esimerkiksi valmsitaa turpiinisiipien aihioita, joiden ominaisuuksia on parannettu isostaattisella puristuksella, ilman niitä suuria kustannuksia, jotka liittyvät tavanomaiseen kapselivalmistukseen.

5

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisemmin oheisiin piirustuksiin viitaten. Kuvio 1 esittää kaaviollisesti esillä olevan keksinnön muotokappaleiden valmistusta. Kuvio 2-4 esittävät esimerkkejä kapseleista ja kapseleiden osaelementtejä, jotka on 10 esimuotoiltu ja liitetty toisiinsa keksinnön mukaisesti.

Muotokappaleiden valmistus keksinnön mukaisesti on esitetty kaaviollisesti kuviossa 1. Kuitenkin muotokappaleiden valmistus käsittää luonnollisesti myös useita muita vaiheita, jotka 15 muotokappaleiden jauhemetallurgisessa valmistuksessa ovat tavanomaisia ja joita alla ei selitetä, tuotettujen osien laadun varmistamiseksi ja tarkastamiseksi, tai haluttujen materiaaliominaisuuksien aikaansaamiseksi, joita vaiheita suoritetaan sekä selitetyn prosessin aikana ja sen jälkeen. Tavalliseen 20 tapaan sekä selitettyjen prosessivaiheiden välillä että niiden jälkeen suoritetaan esimerkiksi sellaiset vaiheet, kuten lämpökäsittely, pintakäsittely, ja mittojen ja muotojen säätö mekaanisella työstöllä.

25 Keksinnön mukaisessa muotokappaleiden valmistuksessa tarvittava metallijauhe tuotetaan ja valmistellaan tavanomaisin menetelmin, jota kuviossa 1 esimerrkinä esittää kohdassa 1 suututtaminen, jota seuraa kohdassa 2 seulominen raekoon sopivan jakautuman saamiseksi. On itsestään selvää, että jauhemateriaaleja voidaan 30 tuottaa tai valmistella muillakin menetelmillä.

Jauheen muotoilemista varten valmistetaan kapseli 20 muotoilemalla ja liittämällä kaasutiiviisti yhteen osaelementtejä 21, puristusmuovauksella kohdassa 3 ja vastaavasti hitsaamalla 35 kohdassa 4. Luonnollisesti muut muovaus- ja liitosmenetelmät ovat ajateltavissa; mekanisoitavia menetelmiä pidetään kuiten-; kin edullisempina. Erityisen edullisena pidetty menetelmä 4 94104 osaelementtien 21 muotoilemista varten on ohuen levyn puristus-muovaus nestekennomenetelmallä.

Keksinnön mukaisesti osaelementit 21 (ks. kuviot 2 - 4) 5 muotoillaan syvennyksin 22, jotka kootussa kapselissa 20 muodostavat muotteja 23 ainakin yhtä muotokappaleosaa varten ja tulokanavia 24 metallijauhetta varten. Tällä tavalla voidaan muotoilla ja puristaa kokoon suuri määrä pieniä osia samassa kapselissa, joka merkittävästi pienentää sekä valmistuskustan-10 nuksia että kunkin osan koestuskustannuksia. Koska kapseliin 20 sisältyvät osaelementit 21 muotoillaan ja liitetään mekanisoi-tavin menetelmin, ja koska yksi kapseli voi muodostaa muotin muotokappaleosien suurta lukumäärää varten, poistuu yksilöpai-non taloudellinen alaraja, vaikka samalla saadaan pienemmät 15 kustannukset sarjojen pituuden kasvaessa. Lisäksi osaelementtien 21 muodostaminen puristamalla ohuesta levystä tarjoaa paremmat mahdollisuudet myös mutkikkaiden muotokappaleosien valmistamiseksi kohtuullisin kustannuksin, kun kyseessä ovat suuret sarjat.

20

Kohdassa 5 metallijauhe kaadetaan koottuun kapseliin 20, johon muodostetaan tyhjö ja joka suljetaan kaasutiiviisti, sopivasti hitsaamalla kohdassa 6, ennenkuin se puristetaan kokoon isostaattisella puristuksella. Kokoonpuristaminen voidaan tehdä 25 sekä kylmällä isostaattisella puristuksella kohdassa 7, jota seuraa sintraus uunissa kohdassa 8, että kuumalla isostaattisella puristuksella kohdassa 9 samaan aikaan tapahtuvalla sintrauksella ja kokoonpuristuksella. Kuuma isostaattinen puristus tehdään edullisesti lämpötilassa 1000 - 1300 °C ja paineen 30 ollessa vähintään 100 MPa.

Kohdissa 7, 9 tapahtuvan kokoonpuristuksen ja mahdollisen sitä seuraavan kohdan 10 lämpökäsittelyn jälkeen kapseli 20 poistetaan kohdassa 11 tavalliseen tapaan, mekaanisesti suihkuttamalla 35 tai kemiallisesti syövyttämällä, jonka jälkeen muotokappaleet sopivin menetelmin erotetaan toisistaan ja irrotetaan tulo-kanavista, esimerkiksi leikkaamalla koneellisesti tai kaasulla.

Claims (3)

94104

1. Menetelmä muotokappaleiden valmistamiseksi jauhemateriaalis-ta isostaattisella puristuksella muotoaan muuttavassa kapselissa, jolloin kapseli kootaan esimuotoilluista osaelementeistä, 5 täytetään jauhemateriaalilla, siihen muodostetaan tyhjö, se tiivistetään oleellisesti kaasutiiviisti, jonka jälkeen jauhe-materiaalia sisältävä kapseli puristetaan kokoon isostaattises-ti oleellisesti tiiviiksi kappaleeksi, tunnettu siitä, että ainakin yksi osaelementti (21) esimuotoillaan puristusmuovaa-10 maila ohuesta levystä, että osaelementti puristusmuovauksessa esimuotoillaan syvennyksin (22), ja että osaelementit liitetään toisiinsa hitsaamalla kapseliksi (20), jolloin liittämisen jälkeen ainakin yksi esimuotoillun osaelementin syvennyksistä muodostaa muotin (23) muotokappaleosaa varten, ja että ainakin 15 yksi toinen syvennys esimuotoillussa osaelementissä muodostaa tulokanavan (24) jauhemateriaalia varten.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jauhemateriaalia sisältävä kapseli puristetaan kuuma-iso- 20 staattisesti kokoon tiiviiksi kappaleeksi lämpötilassa 1000 -1300 °C ja paineen ollessa vähintään 100 MPa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kokoonpuristamisen jälkeen kapseli poistetaan, jonka 25 jälkeen muotokappaleosat erotetaan toisistaan ja irrotetaan tulokanavista. 30 35 94104