SE440496B

SE440496B - SET TO CONSOLIDATE POWDER IN A CONTAINER THROUGH EXTENSION OF PRESSURE ON THE OUTER OF THE CONTAINER AND APPARATUS FOR IMPLEMENTATION OF THE SET

Info

Publication number: SE440496B
Application number: SE7706426A
Authority: SE
Inventors: W J Rozmus
Original assignee: Kelsey Hayes Co
Priority date: 1976-06-03
Filing date: 1977-06-02
Publication date: 1985-08-05
Also published as: FR2400403B1; NO771945L; CH626550A5; IL52214A0; IL52214A; CA1090623A; JPS5625484B2; DE2724524B2; FR2400403A1; MX145009A; NO153558C; DE2724524A1; BR7703595A; NO153558B; JPS5314109A; GB1585583A; IT1126737B; SE7706426L

Description

7706426-9 p 2 Varmkonsolidering av pulver kan utföras i en behållare, som vanligtvis evakueras, innan den fylles med pulvret, och som därefter hermetiskt tillslutes, varefter behållaren utsättes för värme och tryck. Detta kan utföras i en autoklav, i vilken behållaren utsättes för ett över dess yttersida jämnt fördelat gastryck, som bringar be- hållaren att krympa eller pressas ihop mot pulvret, vilket härigenom -komprimeras¿ Vid höga tryck verkar med andra ord behållaren som ett trycköverförande medium, som verkar på pulvret i behållaren. Samti- digt brännes pulvret ihop genom sintring på grund av värme. Denna process för komprimering och tätning av pulver kallas vanligen iso- statisk pressning. Sammanfattningsvis kan sägas att kombinationen av värme och tryck medger konsolidering av pulvret till en i huvud- sak fullständigt tät, hopbränd massa, i vilken de individuella pulver- partiklarna har förlorat sin identitet. 7706426-9 p 2 Hot consolidation of powder can be performed in a container, which usually evacuated, before filling with the powder, and as thereafter hermetically sealed, after which the container is exposed to heat and print. This can be done in an autoclave, in which the container is exposed for an evenly distributed gas pressure over its surface, which brings the holder to shrink or compress against the powder, thereby -compressed¿ In other words, at high pressures, the container acts as one pressure-transmitting medium, which acts on the powder in the container. Samti- The powder is burned together by sintering due to heat. This process for compressing and sealing powders is usually called iso- static pressing. In summary, it can be said that the combination of heat and pressure allows consolidation of the powder into a substantially completely dense, burnt mass, in which the individual powders the particles have lost their identity.

Efter konsolideringen avlägsnas behållaren från den förtätade pulverkroppen, vilken därefter kan ytterligare behandlas i ett eller flera steg för framställning av en färdig pulverkropp, exempelvis genom smidig, maskinbearbetning och/eller värmebehandling.After consolidation, the container is removed from the condensate the powder body, which can then be further treated in one or several steps for producing a finished powder body, for example by smooth, machining and / or heat treatment.

En synnerligen kritisk faktor vid varmkonsolideringsprocessen är typen och karaktären av behållaren. Materialet, av vilket be- hållaren är framställd, måste kunna uppträda som ett trycköverförande medium vid tillräckligt höga temperaturer för sintring av pulvret, vilket betyder att behållaren måste vara flexibel eller deformerbar men ändock bevara sin strukturella integritet vid höjda temperaturer.An extremely critical factor in the hot consolidation process is the type and character of the container. The material, of which the holder is manufactured, must be able to act as a pressure transmitter medium at sufficiently high temperatures for sintering the powder, which means that the container must be flexible or deformable but still maintain its structural integrity at elevated temperatures.

Dessutom får behållaren icke vara reaktiv eller i varje fall endast obetydligt reaktiv med avseende på pulvret eller också måste åt- cgärder vidtagas för att avskärma behållaren från pulvret. Behållaren, som måste vara hermetiskt tillsluten och i vissa fall evakuerad till högt undertryck, måste kunna motstå erforderligt värme och tryck utan att spricka. Typen av behållare, som användes, är även i hög grad bestämmande för graden av precision vid framställningen av den kom- pakta pulverkroppen. Med vissa typen av behållare kan man exempelvis endast framställa enkla kroppar, som kan användas som approximativt förformade ämnen avsedda att genomgå omfattande efterbearbetning, såsom smidning och maskinbearbetning, för framställning av färdiga produkter.In addition, the container must not be reactive or in any case only slightly reactive with respect to the powder or must be Steps are taken to shield the container from the powder. The container, which must be hermetically sealed and in some cases evacuated to high negative pressure, must be able to withstand the required heat and pressure without to crack. The type of container used is also very high determining the degree of precision in the production of the pack the powder body. With certain types of containers you can, for example only produce simple bodies, which can be used as approximate preforms intended to undergo extensive post-processing; such as forging and machining, for the manufacture of finished products products.

På grund av höga råmaterialkostnader och höga kostnader för smidning etc har man gjort stora ansträngningar att framställa be- hållare, som medger pressning och framställning av pulverkroppar _ med bättre precision för att på så sätt reducera nyssnämnda kostna- der. önskemålet är att kunna framställa täta pulverkroppar med hög Qàﬂ 3 u- 7706426-9 precision till färdigformade eller nästan färdigformade produkter, som endast behöver maskinbearbetas eller på sin höjd underkastas er enkel smidningsoperation för att nå sin färdiga form, varigenom 1 varje fall omfattande smidningsoperationer som mellansteg kan eli- mineras. Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma en behållare för isostatisk pressning, som uppfyller ovan angivna önskemål eller krav och medelst vilken det är möjligt att framställa färdigformade eller nästan färdigformade kroppar.Due to high raw material costs and high costs for forging, etc., great efforts have been made to produce holder, which allows pressing and production of powder bodies _ with better precision in order to reduce the aforementioned costs there. the desire is to be able to produce dense powder bodies with high Qà ﬂ 3 u- 7706426-9 precision for finished or almost finished products, which only need to be machined or at most subjected to you simple forging operation to reach its finished shape, whereby 1 In each case, extensive forging operations such as intermediate steps can be mined. The object of the invention is to provide a container for isostatic pressing, which satisfies the above requirements or requirements and by means of which it is possible to produce preformed or almost preformed bodies.

Teknikens ståndpunkt ger många exempel på behållare för varm- konsolidering av pulver. Dessa behållare kan vara framställda av olika material, såsom metall, glas och keramik. Behållare för varm- konsolidering av pulver framställdes i början av metall och är de s vanligtvis användes för industriellt bruk. Den speciella typ av metall, som användes för framställning av behållarna, väljes i re- gel med hänsyn till sammansättningen av pulvret, som skall konsoli- deras, dvs pulvrets krav på temperatur och tryck för konsolideringe Metallbehållare för värmekonsolidering av superlegeringar baserade på nickel framställes vanligtvis av rostfritt stål, men för andra typer av pulver kan användas andra material.The state of the art provides many examples of containers for heating powder consolidation. These containers may be made of various materials, such as metal, glass and ceramics. Containers for heating powder consolidation was initially made of metal and they are s commonly used for industrial use. The special type of metal used for the manufacture of the containers is selected in gel with regard to the composition of the powder, which their, ie the powder's requirements for temperature and pressure for consolidation Metal containers for heat consolidation of superalloys based on nickel is usually made of stainless steel, but for others types of powder can be used other materials.

Exempel på typiska metallbehållare beskrives i de amerikanska patentskrifterna 3 340 053 och 3 356 496. Dessa metallbehållare är ,relativt tunnväggiga och har enkel form. Skälet till att tunnväggiç behållare användes är att man strävar att så nära som möjligt eftea likna uppträdandet hos en flexibel gummibehållare av den typ, som' har använts för isostatisk pressning av pulver vid nära rumstempere tur (sådana gummibehållare kan naturligtvis icke användas för de höga temperaturer som erfordras för värmekonsolidering). Teorin en- ligt dessa patentskrifter var att en tunnväggig metallbehållare viz ,höga temperaturer skulle få ett uppträdande, som ligger mycket nära det uppträdande en gummibehållare har nära rumstemperatur, men er- farenheten har visat att detta icke är fallet. Det har sålunda vis sig att väggarna hos en tunnväggig behållare icke förmår överföra ett jämnt tryck på pulvret på grund av att behållarens strukturell styrka varierar. Tunnväggiga behållare har t ex en tendens att bli buckliga eller att veckas i svagare sektioner. För framställ- ning av enkla former, såsom valsämnen eller förformer för smidning kan ytdefekter på grund av bucklor och veck hos tunnväggiga metall behållare i vissa fall tolereras, dvs om defekterna kan avlägsnas genom bearbetning. Däremot är det mycket svårt för att icke säga omöjligt att framställa mera komplicerade, exakta former med an- vändande av tunnväggiga metallbehâllare, och en av de största svår 7706426-9 p p 4 heterna för framställning av exakta former med användande av sådana metallbehållare är att den pressade pulverkroppen missformas på grund av ojämn minskning av behålíarens storlek. Formen av den resulterande kroppen efter komprimeringen skiljer sig sålunda avsevärt från den ursprungliga formen av den tuxnväggiga behållarens hålrum. I de flesta fall kan man visserligen kompensera för sådana missformningar genom överdimensionering av pulverkroppens storlek, men detta ökar kostnaderna för efterbearbetning, såsom mera omfattande smidning och/eller maskinbearbetning, vartill kommer materialförluster. _ Man har gjort försök att lösa dessa problem med tunnväggiga behållare och såsom exempel härpå kan nämnas att den brittiska pa- tentskriften 1 339 669 beskriver en metod att konsolidera metall- pulver med användande av en relativt tjockväggig behållare, som är framställd genom hopfogning av två formhalvor av sintrat metallpul- ver och genom inneslutning av den sålunda framställda formen i en yttre metallmantel. Dessa formhalvor framställes av sintrat metall- pulver med relativt stor porositet, dvs densitet, hos form- halvornas väggar är approximativt lika med den s k skakdensiteten hos det metallpulver som skall rymmas i formens hålrum. Avsikten är att densiteten hos behållaren och pulvret i denna genom utövningen av värme och tryck skall ökas samtidigt till likformig kompakthet av pulvret utan distortion. I den amerikanska patentskriften 3 230 286 beskrives en annan avvikelse från den traditionella tunn- väggiga metallbehållaren. Behållaren enligt den sistnämnda patent- skriften framställes av metall, såsom cerium, vismut, cesium eller legeringar av dessa metaller, vilken metall undergår en plötslig förtätning och volymminskning vid ett förutbestämt tryck, varvid uppstår en omlagring av kristallgitterstrukturen i materialet. Av- sikten är att volymminskningen skall åstadkomma det önskade trycket på pulvret i behållaren.Examples of typical metal containers are described in the US U.S. Pat. Nos. 3,340,053 and 3,356,496. These metal containers are , relatively thin-walled and has a simple shape. The reason for thin-walled ice container used is that one strives to as close as possible eftea similar to the behavior of a flexible rubber container of the type has been used for isostatic pressing of powders at near room temperatures luck (such rubber containers can of course not be used for those high temperatures required for thermal consolidation). Theory and According to these patents, a thin-walled metal container viz , high temperatures would have a behavior, which is very close the appearance of a rubber container close to room temperature, but the experience has shown that this is not the case. It thus has wise that the walls of a thin-walled container are unable to transfer an even pressure on the powder due to the structural of the container strength varies. Thin-walled containers, for example, have a tendency to become dented or folded in weaker sections. For production simple shapes, such as rollers or forging preforms can surface defects due to dents and creases of thin-walled metal containers are tolerated in some cases, ie if the defects can be removed by processing. However, it is very difficult not to say impossible to produce more complicated, precise shapes with turning of thin-walled metal containers, and one of the largest difficult 7706426-9 p p 4 for the production of precise shapes using such metal container is that the pressed powder body is deformed due to of uneven reduction in the size of the container. The shape of the resulting the body after compression thus differs considerably from it original shape of the cavity of the tuxin-walled container. I de in most cases, it is true that such deformities can be compensated for by oversizing the size of the powder body, but this increases the cost of finishing, such as more extensive forging and / or machining, in addition to material losses. _ Attempts have been made to solve these problems with thin-walled ones containers and as an example of this it can be mentioned that the British 1 339 669 describes a method for consolidating metal powder using a relatively thick-walled container, which is prepared by joining two mold halves of sintered metal powder and by enclosing the form thus produced in a outer metal jacket. These mold halves are made of sintered metal. powder with relatively high porosity, i.e. density, in the walls of the halves are approximately equal to the so-called shake density of the metal powder to be contained in the cavity of the mold. The intention is that the density of the container and the powder in it through the exercise of heat and pressure shall be increased simultaneously to uniform compactness of the powder without distortion. In the U.S. patent No. 3,230,286 describes another departure from the traditional walled metal container. The container according to the latter patent the writing is made of metal, such as cerium, bismuth, cesium or alloys of these metals, which metal undergoes a sudden densification and volume reduction at a predetermined pressure, wherein a rearrangement of the crystal lattice structure in the material occurs. Of- the aim is for the volume reduction to achieve the desired pressure on the powder in the container.

Sammanfattningsvis kan nämnas att avsikten med de först utveck- lade behâllarna och metoderna för isostatisk pressning av pulver har varit att efterlikna verkningssättet från en flexibel gummiblåsa eller -säck och att man därför valde tunnväggiga metallbehållare.In summary, it can be mentioned that the intention of the first laid the containers and the methods of isostatic pressing of powder has been to mimic the mode of action of a flexible rubber bladder or sack and that they therefore chose thin-walled metal containers.

Under teknikens vidare utveckling har man gjort olika försök att använda något mera tjockväggiga behållare, men i de fall man då an- vänt metall, har väggarna varit porösa eller har man använt någon legering av ovanligt slag, som underkastas en plötslig förtätning under inverkan av extrema tryck. Anledningen till dessa tämligen komplicerade metoder var övertygelsen att en tjockväggig behållare s 7706426-9 icke skulle kunna på ett effektivt sätt överföra tryck till pulvre Även vid användning av andra material än metall, såsom glas eller keramiskt material, har behållarens väggar gjorts relativt tunna, såvida man inte använt material i form av en partikelmassa, i vill fall åtgärder måste vidtagas för att hålla kvar partikelmassan, t ex genom användning av inre och yttre behållare enligt den ameri kanska patentskriften 3 700 435. Trots alla utvecklingsansträngnir har man icke lyckats få fram en kommersiellt acceptabel behållare för framställning av pressade kroppar med exakta eller nära exakta dimensioner och former.During the further development of technology, various attempts have been made to use slightly thicker-walled containers, but in cases where turned metal, have the walls been porous or has anyone been used alloy of an unusual kind, which is subjected to a sudden densification under the influence of extreme pressures. The reason for these rather complicated methods was the belief that a thick-walled container s 7706426-9 could not effectively transfer pressure to powder Also when using materials other than metal, such as glass or ceramic material, the walls of the container have been made relatively thin, unless material in the form of a particulate mass has been used, in will case measures must be taken to retain the particulate mass, for example by using inner and outer containers according to the ameri perhaps the patent specification 3,700,435. Despite all development efforts has not succeeded in producing a commercially acceptable container for the production of pressed bodies with exact or near exact dimensions and shapes.

Till grund för föreliggande uppfinning är tanken att en i hög grad förbättrad behållare för varmkonsolidering av pulver kan fran ställas av ett i huvudsak okompressibelt och fullständigt tätt (hö densitet) material om detta material är plastiskt flytbart vid pre ningstemperaturer och om materialet vid tillräckligt tjocka väggar hos behållaren därigenom kan verka liksom ett fluidum vid applice- ringen av värme och tryck för att därigenom utöva hydrostatiskt tr på pulvret. Härigenom skulle det icke vara nödvändigt att använda poröst material enligt brittiska patentskriften l 399 669 och amer kanska patentskriften 3 700 435 eller ett material, som underkasta en plötslig förtätning enligt den amerikanska patentskriften 3 230 286. Genom föreliggande uppfinning har det visat sig vara möjligt att få en behållare med tillräckligt tjocka väggar att ver på det avsedda sättet, när behållarens yttersida icke noggrant föl konturen av behâllarens hålrum. Yttersidorna av behållarens väggar skall med andra ord icke följa konturen av behållarens hålrum på det sätt, som exempelvis anges i den amerikanska patentskriften 3 841 870. Det bör observeras att yttersidorna av väggarna hos den i den sistnämnda patentskriften beskrivna behållaren skall ha en form, som är i huvudsak identisk med formen av behållarens hålrum, vilket är typiskt för tunnväggiga behållare.The basis of the present invention is the idea that one in high degree improved container for hot consolidation of powder can from set by a substantially uncompressible and completely dense (hay density) material if this material is plastically flowable at pre temperatures and on the material at sufficiently thick walls of the container can thereby act as a fluid when applied. the ring of heat and pressure to thereby exert hydrostatic tr on the powder. This would not make it necessary to use porous material according to British Patent Specification I 399 669 and amer perhaps the patent specification 3,700,435 or a material which subject a sudden densification according to the American patent specification 3 230 286. By the present invention it has been found to be possible to get a container with sufficiently thick walls to ver in the intended manner, when the outside of the container does not carefully fill the contour of the container cavity. The outer surfaces of the container walls shall in other words not follow the contour of the cavity of the container the manner set forth, for example, in U.S. Pat 3 841 870. It should be noted that the outer sides of the walls of it the container described in the latter patent specification shall have a shape, which is substantially identical to the shape of the cavity of the container, which is typical of thin-walled containers.

Behållaren enligt föreliggande uppfinning utgör ett typskt av steg från allmänt accepterade principer för behållare avsedda för varmkonsolidering av pulver. Genom att behållaren enligt uppfinnin är i stånd att utöva hydrostatiskt tryck på pulvret underlättas jä krympning och möjliggöres en noggrannare bestämning av de slutliga dimensionerna med undvikande av missformning, och härigenom är det möjligt att framställa formkroppar med - eller nästan med - avsedd slutform. Härför användes enligt uppfinningen en behållare, som är framställd av ett i huvudsak okompressibelt material med i huvudsa 7706426-9 full täthet. De väggar av behållaren, som omsluter det pulvermot- tagande hålrumet, är tjockare än väggarna hos tidigare föreslagna behållare, som är i stånd att överföra tryck. Alla tidigare kända behållare med väggar av någon betydande tjocklek har framställts av ett kompressibelt eller partikelformigt material, men nu har det genom uppfinningen visat sig att tjockleken hos behållaren icke är till hinders för konsolidering men att det är icke blott önskvärt utan även väsentligt att ett hydrostatiskt tryck kan åstadkommas i ytskiktet mellan behållaren och pulvret i hålrummet. Det är med _ andra ord på grund av förmågan att utöva hydrostatiskt tryck på pulvret som en tjockväggig behållare enligt uppfinningen ger vä- senligt förbättrade resultat.The container of the present invention is a typical of steps from generally accepted principles for containers intended for heat consolidation of powder. By the container according to the invention is able to exert hydrostatic pressure on the powder is facilitated jä shrinkage and allows a more accurate determination of the final ones the dimensions with the avoidance of deformation, and thereby it is possible to produce shaped bodies with - or almost with - intended final form. For this purpose, according to the invention, a container is used which is made of a substantially uncompressible material with in the main 7706426-9 full density. The walls of the container enclosing the powder taking the cavity, is thicker than the walls of previously proposed container, which is capable of transmitting pressure. All previously known containers with walls of any significant thickness have been made of a compressible or particulate material, but now it has by the invention it has been found that the thickness of the container is not to obstacles to consolidation but that it is not only desirable but also essential that a hydrostatic pressure can be produced in the surface layer between the container and the powder in the cavity. It is with _ in other words due to the ability to exert hydrostatic pressure the powder as a thick-walled container according to the invention recently improved results.

Behållaren enligt uppfinningen var först speciellt avsedd för konsolidering av pulver av superlegeringar, såsom IN-100, som är en välkänd legering baserad på nickel och innefattar legeringsele- ment av aluminium, titan, tantal, columbium, molybden, volfram- karbid, krom och kobolt. IN-100 och andra s k superlegeringar an- vändes exempelvis för framställning av komponenter för turbinmoto- rer på grund av sin höga hållfasthet vid höga temperaturer. Denna höga hållfasthet gör emellertid dessa legeringar svåra att bearbeta och konventionell gjutteknik är icke lätt att använda på grund av att de många legeringselementen medför segregationsproblem. Ytter- ligare en omständighet är att den höga hållfastheten hos dessa le- geringar vid höga temperaturer innebär att smidningsoperationer blir svåra och dyra. Det har därför blivit nödvändigt att använda pulvermetallurgiteknik för framställning av detaljer av superlege- ringar med optimala fysikaliska egenskaper, men även modern pulver- metallurgiteknik kräver ofta flera smidnings- och maskinbearbet- ningsoperationer för framställning av en slutlig form. Stora an- strängningar har därför gjorts att framställa kompakta pulvermetall- kroppar av exakt form eller i varje fall nära slutlig form för att därigenom eliminera eller reducera smidningsoperationer och minska mängden material, som måste avlägsnas genom maskinbearbetning för framställning av den slutliga formen. Behållare konstruerade en- ligt föreliggande uppfinning ger dessa fördelar.The container according to the invention was first specially designed for consolidation of powders of superalloys, such as IN-100, which is a well-known alloy based on nickel and comprising alloying aluminum, titanium, tantalum, columbium, molybdenum, tungsten carbide, chromium and cobalt. IN-100 and other so-called superalloys used was used, for example, for the manufacture of components for turbine engines. due to its high strength at high temperatures. This however, high strength makes these alloys difficult to process and conventional casting technology is not easy to use due to that the many alloying elements cause segregation problems. Outside- one more circumstance is that the high strength of these at high temperatures means forging operations becomes difficult and expensive. It has therefore become necessary to use powder metallurgy technology for the production of details of with optimal physical properties, but also modern powder metallurgy technology often requires several forging and machining operations to produce a final shape. Large an- strands have therefore been made to produce compact powder metal bodies of exact shape or in any case near final shape to thereby eliminating or reducing forging operations and reducing the amount of material that must be removed by machining for preparation of the final form. Containers designed The present invention provides these advantages.

Dessa och andra genom uppfinningen ernådda fördelar och uppfin- ningens kännetecken, som anges i bifogade patentkrav, beskrives när- mare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig l är en längdsektionsvy av en behållare enligt uppfinningen för varmkonsolidering av pulver, varvid behållaren visas medelst 7 7706426-9 heldragna linjer före och medelst punktstreckade linjer efter vara konsolideringen, fig 2 visar ett parti av fig 1 och åskådliggör de förmodade kraftfördelningen vid utövning av tryck på behållaren, f 3 visar i sektion ett annat utförande av en behållare enligt uppfi ningen för varmkonsolidering av pulver, fig 4 är en tvärsektionsvy av en förtätad formkropp efter varmkonsolidering i behållaren i fi 3, fig 5 är en liknande vy av formkroppen i fig 4 efter färdigforn ning genom maskinbearbetning, fig 6 är en tvärsektionsvy av en be- hållare enligt uppfinningen, vilken är speciellt avsedd för varm- konsolidering av pulver i en press, och fig 7 visar i tvärsektion lämpliga övre och nedre pressverktyg avsedda att användas tillsam- mans med behållaren i fig 6. _ Den i fig l visade behållaren 10 består av en övre sektion 12 och en nedre sektion 14 framställda av vanligt gjutstål med lågt kolinnehåll, såsom SAE 1008-1015. Stål med lågt kolinnehåll är sär skilt lämpligt material för behållaren 10 genom att det är relativ billigt och lätt att bearbeta, men även andra metaller kan använda och även andra material, såsom glas eller keramiskt material, unde förutsättning att materialet uppträder på det ovan och i det följa beskrivna sättet.These and other advantages and inventions achieved by the invention The characteristics of the invention, which are set out in the appended claims, are described in detail. in the following with reference to the accompanying drawings, at which Fig. 1 is a longitudinal sectional view of a container according to the invention for hot consolidation of powder, the container being shown by means of 7 7706426-9 solid lines before and by dotted lines after goods the consolidation, Fig. 2 shows a portion of Fig. 1 and illustrates them presumed force distribution when applying pressure to the container, f 3 shows in section another embodiment of a container according to the invention for hot consolidation of powder, Fig. 4 is a cross-sectional view of a densified shaped body after hot consolidation in the container in fi 3, Fig. 5 is a similar view of the shaped body of Fig. 4 after completion machining, Fig. 6 is a cross-sectional view of a holder according to the invention, which is especially intended for heating consolidation of powder in a press, and Fig. 7 shows in cross section suitable upper and lower press tools intended for use together man with the container in Fig. 6. _ The container 10 shown in Fig. 1 consists of an upper section 12 and a lower section 14 made of low cast ordinary cast steel carbon content, such as SAE 1008-1015. Steel with a low carbon content is special different suitable material for the container 10 in that it is relative cheap and easy to process, but other metals can also be used and also other materials, such as glass or ceramic material, unde provided that the material appears on the above and in the following described manner.

För framställning av den i fig 1 visade, av två delar beståen behållaren 10 användes vanlig teknik för skärande bearbetning. De längs mot varandra passande ytor sammanfogade formsektionerna 12, avgränsar ett hålrum 16, som har en förutbestämd, önskad form. Den i fig 1 visade behållaren 10 är speciellt avsedd för formning av en turbinskiva för en reamotor, och hålrummet 16 har för den spe- ciella turbinskiva, som skall framställas, en i huvudsak skivformi huvudsektion 18 för formning av turbinskivans huvuddel och ringfor miga partier 20, vilka sträcker sig i huvudsak vinkelrätt utåt frå den skivformiga huvudsektionen 18.For the production of the two parts shown in Fig. 1 the container 10 used conventional techniques for cutting processing. The along the mating surfaces joined the mold sections 12, defines a cavity 16, which has a predetermined, desired shape. The the container 10 shown in Fig. 1 is especially intended for forming a turbine disc for a reaming engine, and the cavity 16 has for the special cial turbine disk to be produced, a substantially disk form main section 18 for forming the main body and ring liner of the turbine disk miga portions 20, which extend substantially perpendicularly outwardly from the disc-shaped main section 18.

Hâlrummets storlek och form är bestämda med hänsyn till den slutliga formen hos den del, som skall framställas av en pulverleg ring IN-100. Detta pulver har en s k skakdensitet, som är lägre oc i typiska fall 65% av den teoretiska densiteten, och hålrummet gör därför tillräckligt stort för att kompensera för erforderlig stor- leksreduktion för att den pressade kroppen skall nå approximativt den teoretiska densiteten. Dessutom är behållaren så konstruerad, storleken av den förtätade kroppen efter konsolideringen är något större än den färdiga kroppens storlek. Detta extra material kan avlägsnas för färdigformning av den del, som skall framställas.The size and shape of the cavity are determined with respect to it final shape of the part to be made from a powder alloy call IN-100. This powder has a so-called shake density, which is lower oc typically 65% of the theoretical density, and the cavity does therefore large enough to compensate for the required size play reduction so that the pressed body can reach approximately the theoretical density. In addition, the container is so constructed, the size of the densified body after consolidation is slightly larger than the size of the finished body. This extra material can removed to complete the part to be produced.

Före sammansättningen av formningsverktygets (behållarens) övre och nedre sektioner 12, 14 borras ett hål 22 i den ena sektionen 12 och införes i hålet ett fyllningsrör 24, som i detta fall är framställt i ett stycke av ett kalldraget, sömlöst stålrör. Röret 24 förbindes med den övre sektionen 12 genom svetsning. Härvid skall säkerställas att svetsfogen är tät med hänsyn till att behållaren efter sammansättningen skall kunna evakueras till ett så lågt tryck som ca 5-10 um kvicksilverpelare före påfyllningen av pulvret.Before assembling the top of the forming tool (container) and lower sections 12, 14 a hole 22 is drilled in one section 12 and a filling tube 24 is inserted into the hole, which in this case is made in one piece from a cold drawn, seamless steel pipe. The pipe 24 is connected to the upper section 12 by welding. In this case, ensure that the weld is tight with respect to the container after assembly it must be possible to evacuate to such a low pressure as about 5-10 μm mercury pill before refilling the powder.

Efter förbindningen av påfyllningsröret 24 passas de båda sek- tionerna 12, 14 ihop och förbindes genom svetsning. För att under- lätta svetsningen göres sektionernas 12, 14 ytterkanter avfasade med en vinkel av ca 450, så att efter hopsättningen av de båda sek- tionerna 12, 14 de båda kantytorna avgränsar ett svetsspår 26 för svetsmaterialet 28. Svetsningen måste utföras så, att svetsfogen blir hermetiskt tät för att medge den beskrivna evakueringen.After the connection of the filling tube 24 is connected, the two sections ions 12, 14 together and connected by welding. In order to light welding, the outer edges of sections 12, 14 are chamfered with an angle of about 450, so that after the assembly of the two sec- ions 12, 14 the two edge surfaces define a welding groove 26 for the welding material 28. The welding must be carried out so that the weld becomes hermetically sealed to allow the described evacuation.

Utgångsämnena för framställningen av de båda sektionerna l2, 14 skall ha tillräcklig storlek för ernående av relativt tjocka väggar efter maskinbearbetning. Ett indicium på att behållaren uppvisar relativt tjocka väggar är att behållarens 10 yttre form icke har någon relation till den komplexa formen av behâllarens hålrum 16.The starting materials for the preparation of the two sections 12, 14 shall be of sufficient size to achieve relatively thick walls after machining. An indication that the container is showing relatively thick walls is that the outer shape of the container 10 does not have any relation to the complex shape of the container cavity 16.

Ett annat kännetecknande drag för en tjockväggig behållare enligt uppfinningen är att hålrummets volym icke är större än den totala volymen av behållarens väggar. Såsom framgår närmare av det följande minskas genom användningen av tjocka väggar de distortionsproblem, som är förknippade med tunnväggiga behållare, och möjliggöres fram- ställning av formkroppar, vilkas dimensioner ligger nära slutdimen- sionerna.Another characteristic feature of a thick-walled container according to the invention is that the volume of the cavity is not greater than the total the volume of the container walls. As will be seen in more detail below reduced by the use of thick walls the distortion problems, associated with thin-walled containers, and enable the position of shaped bodies, the dimensions of which are close to the final dimension. sions.

I det ovanstående antages att stål med lågt kolinnehåll an- vändes för framställning av behållaren 10, men även andra material kan användas. Lämpliga material för behållaren skall ha vissa fysi- kaliska egenskaper. Ett lämpligt material är sålunda stål med lågt kolinnehåll, varvid utgångsmaterialet exempelvis kan vara stål i form av göt, och utgångsmaterialet bör ha i huvudsak materialets fulla densitet, dvs bortsett från tillverkningsdefekter, såsom slumpartad porositet eller dylikt, skall stålet ligga så nära som möjligt den teoretiska densitet som kan uppnås genom konventionella framställningsmetoder. Stålet skall även vara i huvudsak okompressi- belt, dvs så att dess volym icke nämnvärt reduceras genom applice- ring av tryck. För att behållaren skall vara hermetisk tät skall materialet, såsom stål med lågt kolinnehåll, vara ogenomträngligt 9 7706426-9 för gas. Dessa fysikaliska egenskaper skiljer behållarematerialet enligt föreliggande uppfinning från många tidigare använda material.In the above, it is assumed that low carbon steels are used was used to make the container 10, but also other materials Can be used. Suitable materials for the container must have certain physical calic properties. A suitable material is thus low steel carbon content, whereby the starting material may be, for example, steel in form of ingot, and the starting material should have mainly the material full density, ie apart from manufacturing defects, such as random porosity or the like, the steel should be as close as possible to possible the theoretical density that can be achieved by conventional production methods. The steel must also be substantially uncompressed. ie, so that its volume is not significantly reduced by ring of pressure. In order for the container to be hermetically sealed, the material, such as low carbon steel, be impermeable 9 7706426-9 for gas. These physical properties distinguish the container material according to the present invention from many previously used materials.

Andra skiljaktiga egenskaper är att behållarens väggar skall ha i huvudsak likformig sammansättning i hela tvärsektionen från ytter- sidan till hålrummet och att väggarna har i huvudsak jämn densitet.Other different properties are that the walls of the container must have in substantially uniform composition throughout the cross-section from the side to the cavity and that the walls have a substantially uniform density.

Förutom de beskrivna egenskaperna skall materialet ha egenska- pen att bilda ett trycköverförande medium vid för konsolidering av pulvret erforderlig temperatur och erforderligt tryck. För detta ändamål skall materialet kunna bringas till plastiskt flytande till- stånd vid pressningstemperaturer, vilka till största delen bestämmes av sammansättningen av den speciella typ av pulver, som skall pressa Efter bestämning av pressningstemperaturen väljes sålunda ett lämp- ligt material, som blir plastiskt flytande vid denna temperatur.In addition to the properties described, the material shall have to form a pressure transmitting medium for consolidating the powder required temperature and required pressure. For this purpose, the material must be able to be brought to a plastic liquid standing at pressing temperatures, which are largely determined of the composition of the particular type of powder to be pressed Thus, after determining the pressing temperature, a suitable material, which becomes plastically liquid at this temperature.

De flesta metaller kan bringas till plastiskt flytande tillstånd äve vid rumstemperatur och därför måste hänsyn även tagas till hur stort tryck som erfordras för plastisk flytbarhet hos det material, av vilket behållaren är framställd, vid den lämpliga pressningstempera- turen. Vid ökning av temperaturen minskas metallens draghållfasthet, varigenom lägre tryck kan användas för att åstadkomma signifikativ plastisk flytning. För konsolidering av varje givet pulver måste med andra ord såväl temperatur som tryck bestämmas, och när dessa båda parametrar väl är bestämda, kan man för framställning av en behållare välja material, som blir plastisk, dvs har tillräckligt låg draghållfasthet vid den speciella temperaturen för att relativt lätt plastiskt deformeras vid det speciella tryck, som användes.Most metals can be brought to a plastic liquid state as well at room temperature and therefore the size must also be taken into account pressure required for plastic flowability of the material, by which the container is made of, at the appropriate pressing temperature the tour. As the temperature increases, the tensile strength of the metal decreases, whereby lower pressures can be used to achieve significant plastic removal. For consolidation of each given powder must in other words, both temperature and pressure are determined, and when these both parameters are well determined, one can for the production of one containers choose material, which becomes plastic, ie has enough low tensile strength at the particular temperature to relatively easily plastically deformed at the special pressure used.

Vid pressningen av pulver av IN-100 är pressningstemperaturer mellar l000 och l200°C vanliga. Det är väl känt att stål med lågt kolinne- håll har egenskapen att bli plastiskt flytande vid tillräcklig spän- ning och att flytgränsen sänkes med ökande temperatur. Vid temperatu rer i området 1000-l200°C kan väsentlig plastisk flytning uppnås ge- nom utövning av tryck av mellan 700 och 1050 kp/cmz, vilka tryck vanligtvis användes för pulverpressning, ehuru naturligtvis även lägre och högre tryck kan användas. Under alla omständigheter beror graden av plastisk flytning på materialets draghâllfasthet (flytgrän vid pressningstemperaturen.When pressing the powder of IN-100, pressing temperatures are between 1000 and 1200 ° C common. It is well known that low carbon steel has the property of becoming plastically liquid at sufficient tension and that the yield strength is lowered with increasing temperature. At temperature in the range 1000-1200 ° C, significant plastic flow can be achieved by by applying pressures of between 700 and 1050 kp / cmz, which pressures usually used for powder pressing, although of course also lower and higher pressures can be used. In any case, depends the degree of plastic flow on the tensile strength of the material (yield strength at the pressing temperature.

En annan väsentlig aspekt är att behållaren skall ha en oavbru- ten strukturell integritet under varmkonsolideringen, dvs den skall kunna utsättas för varmkonsolideringstemperaturen utan att smält- punkten för behållarematerialet överskrides. Smälttemperaturen får i te överskridas för någon väsentlig andel av behållarematerialet, ty temperaturen överskrider smältpunkten för någon väsentlig fastämnes- 7706426-9 10 komponent av materialet, så att materialet förlorar sin skjuvstyrka, kan behållaren deformeras. Emellertid finns andra potentiella material, såsom glas, som kan anses bestå av en s k superkyld, dvs vid normala 'temperaturer stel vätska. Detta material har icke någon smältpunkt, men en av glas framställd behållare enligt uppfinningen kan anses be- hålla tillräcklig styrka till dess att dess viskostitet blir så låg, att glasets flytbarhet överskrider punkten för strukturell integritet för behållaren. Villkoret för materialet är att det skall ha tillräck- lig styrka vid pressningstemperaturer för att behållarens strukturel- la integritet skall bevaras. Ännu en fysikalisk egenskap, som måste beaktas, är storleken av materialets expansion och kontraktion med temperaturen. Vid fram- ställning av komplexa formkroppar, exempelvis formkroppar med under- skurna ytor eller dylikt, är det sannolikt att materialets värme- utvidgningskoefficient skall ligga tämligen nära värmeutvidgnings- koefficienten för det material, som skall konsolideras. Vid stora skillnader mellan värmeutvidgningskoefficienterna för dessa två material kan de i den komprimerade formkroppen uppbyggda spänningarna under avkylningen framkalla bristningar. Någon kritisk skillnad har visserligen icke kunnat bestämmas exakt, men det är åtminstone känt att skillnaden mellan värmeutvidgningskoefficienterna för stål SAE 1010 och pulverlegeringen IN-100 icke är otillåtet hög. För att be- stämma det bästa materialet för behållare för konsolidering av andra typer av pulver kan det vara nödvändigt att utföra preliminära prov för att utröna om de termiska egenskaperna hos resp material är för- enliga med ett gott resultat.Another essential aspect is that the container must have an uninterrupted structural integrity during the heat consolidation, ie the shell be exposed to the hot consolidation temperature without melting the point of the container material is exceeded. The melting temperature gets in tea is exceeded for any significant proportion of the container material, ie the temperature exceeds the melting point of any significant solid 7706426-9 10 component of the material, so that the material loses its shear strength, the container may be deformed. However, there are other potential materials, such as glass, which can be considered to consist of a so-called supercooled, ie at normal 'temperatures rigid liquid. This material has no melting point, but a container made of glass according to the invention can be considered maintain sufficient strength until its viscosity becomes so low, that the flowability of the glass exceeds the point of structural integrity for the container. The condition of the material is that it must have sufficient strength at pressing temperatures in order for the structural privacy must be preserved. Another physical property that must be considered is size of the expansion and contraction of the material with the temperature. In the future position of complex shaped bodies, for example shaped bodies with cut surfaces or the like, it is likely that the heat of the material coefficient of expansion should be fairly close to the the coefficient of the material to be consolidated. At large differences between the coefficients of thermal expansion of these two material, the stresses built up in the compressed shaped body can during cooling cause stretch marks. There is a critical difference admittedly could not be determined exactly, but it is at least known that the difference between the coefficients of thermal expansion of steel SAE 1010 and the powder alloy IN-100 is not impermissibly high. In order to match the best material for containers for consolidation of others types of powder, it may be necessary to perform preliminary tests to find out if the thermal properties of each material are agreed with a good result.

Pulver av legeringen IN-l00 och andra superlegeringar brukar normalt komprimeras vid temperaturer av mellan 1000 och l200°C och vid tryck av mellan 700 och 1050 kp/cmz. Tryck av denna storlek kan lätt uppnås medelst kommersiellt tillgängliga autoklaver. Vid tem- peraturer av mellan 1000 och l200°C och tryck av mellan 700 och 1050 verkar väggarna hos en tjockväggig behållare av stål med lågt kol- innehåll mycket likt ett fluidum. Denna metall kan sålunda flyta under belastningen, och på grund av den vätskeliknande egenskapen hos behållarens väggar vid dessa temperaturer och tryck kan ett hydrostatiskt tryck utövas på pulvret i behållarens hålrum. Med uttrycket "hydrostatiskt tryck" menas här ett tryck, vid vilket kraftens verkningsriktning på varje yta av pulvret är vinkelrät mot ytan. Ett hydrostatiskt tryck kan visserligen utövas på ytter- sidan av även en tunnväggig behållare, men ett huvudproblem med tunnväggiga behållare är att dessa icke kan överföra ett hydrostatiskt 11 7706426-9 tryck på pulvret. Det erinras att utövning av ett hydrostatiskt try enligt uppfinningen skall framkalla en nästan likformig krympning.Powders of the alloy IN-l00 and other superalloys usually normally compressed at temperatures of between 1000 and 1200 ° C and at pressures of between 700 and 1050 kp / cmz. Prints of this size can easily achieved by commercially available autoclaves. At tem- temperatures of between 1000 and 1200 ° C and pressures of between 700 and 1050 the walls of a thick-walled, low-carbon steel container content very similar to a fluid. This metal can thus flow under load, and due to the liquid-like property of the container walls at these temperatures and pressures can a hydrostatic pressure is applied to the powder in the cavity of the container. With the term "hydrostatic pressure" here means a pressure at which the direction of action of the force on each surface of the powder is perpendicular towards the surface. Admittedly, a hydrostatic pressure can be exerted on the side of even a thin-walled container, but a major problem with thin-walled containers are that these can not transfer a hydrostatic 11 7706426-9 press the powder. It is recalled that the practice of a hydrostatic try according to the invention should produce an almost uniform shrinkage.

Genom uppfinningen har konstaterats att väggarna hos en be- hållare är tillräckligt tjocka för isostatpressning med avsett re- sultat, dvs hydrostatisk pressning, om yttersidan hos behållarens väggar icke noggrant följer hålrummets kontur. Denna beskrivning än en approximativ definition på en "tjockväggig" behållare och en annan definition, som har avseende på ett önskat resultat, är att en tjockväggig behållare är en behållare med tillräckligt tjocka vä gar för att vid utövning av värme och tryck överföra ett hydrostati tryck på pulvret. Det största problemet med tunnväggiga behållare å svårigheten att pressa en kropp, som har ett ringformigt parti, så- som de ringformiga utsprången på den kropp, som skall pressas me- delst behållaren i fig l. En typisk tunnväggig behållare, som sett sektion, omsluter tre sidor av ett sådant ringformigt utsprång men lämnar den inre volymen tom, vilket leder till allvarliga distor- tionsproblem under varmkonsolideringen. Tjockleken hos behållaren i området för det ringformiga partiet måste åtminstone vara tillräck- lig för att i huvudsak kunna helt fylla den inre volymen, och när detta villkor är uppfyllt, kan man icke längre säga att yttersidan av behållaren följer hålrummets kontur. Resultatet är att behålla- rens väggar bildar ett så massivt stöd för det ringformiga par- tiets sidor att krympningen blir praktiskt taget likformig och fel- fri. _ _ Den i fig l visade behållaren 10 användes på följande sätt.The invention has established that the walls of a holders are thick enough for isostat pressing with the intended result, ie hydrostatic pressing, on the outside of the container walls do not closely follow the contour of the cavity. This description yet an approximate definition of a "thick-walled" container and a another definition, which relates to a desired result, is that a thick-walled container is a container with a sufficiently thick fabric to transfer a hydrostat in the application of heat and pressure press the powder. The biggest problem with thin-walled containers on the river the difficulty of squeezing a body having an annular portion, so that as the annular projections on the body to be pressed with partly the container in Fig. 1. A typical thin-walled container, as seen section, encloses three sides of such an annular projection but leaves the internal volume empty, leading to severe distortions during the heat consolidation. The thickness of the container in the area of the annular portion must be at least sufficient to be able to completely fill the internal volume, and when this condition is met, one can no longer say that the outside of the container follows the contour of the cavity. The result is that walls form such a massive support for the annular partition sides that the shrinkage becomes practically uniform and free. _ _ The container 10 shown in Fig. 1 was used in the following manner.

Efter hopsvetsning av sektionerna l2, 14 anslutes en vakuum- pump till påfyllningsröret 24 och evakueras hålrummet 16 för att förhindra att pulvret (IN-100) förorenas av atmosfäriska gaser, som kan leda till oxider och nitrider, och för att eliminera en poten- tiell källa till porositet i den pressade kroppen. Ett undertryck i behållaren ökar dessutom tryckskillnaden mellan yttersidan och insidan under pressningen, varigenom denna underlättas. Det bör emellertid observeras att dessa åtgärder icke alltid är nödvändiga för andra typer av pulver. Efter evakueringen av behållaren 10 fyl- les denna med finfördelat, s k atomiserat, IN-100-pulver. Det är nödvändigt att fylla alla delar av hålrummet l6 och uppnå högsta möjliga skakdensitet. Detta kan utföras genom rotering av behålla- ren, eller medelst slag mot behållarens sidor med en träklubba elle: dylikt, vilket är en mycket framgångsrik metod för ernående av full- ständig fyllning och maximal skakdensitet, men den är svår att ut- 7706426-9 É 1¿ föra på en tunnväggig metallbehållare utan att väggarna bucklas och hålrumsformen ändras. Efter fyllning av behållaren 10 tillslutes pâfyllningsröret 24 hermetiskt genom hopklämning och svetsning, var- efter behållaren 10 placeras i en autoklav med argongasatmosfär, i vilken behållaren upphettas till en temperatur av ca l065°C och ut- sättes för ett tryck av mellan 700 och 1050 kp/cmz under en tid av ca 2 h. Genom detta tryck i autoklaven utövas ett isostatiskt tryck över behållarens yta. .After welding sections 12, 14 together, a vacuum is connected. pump to the filling tube 24 and evacuate the cavity 16 to prevent the powder (IN-100) from being polluted by atmospheric gases, which can lead to oxides and nitrides, and to eliminate a potential source of porosity in the pressed body. A negative pressure in the container also increases the pressure difference between the outside and inside during pressing, thereby facilitating it. It should however, it is noted that these measures are not always necessary for other types of powders. After the evacuation of the container 10 read this with finely divided, so-called atomized, IN-100 powder. It is necessary to fill all parts of the cavity l6 and achieve the highest possible shake density. This can be done by rotating the container. clean, or by hitting the sides of the container with a wooden mallet or: such, which is a very successful method of achieving constant filling and maximum shaking density, but it is difficult to 7706426-9 É 1¿ place on a thin-walled metal container without bending the walls and the cavity shape changes. After filling the container 10 is closed the filling tube 24 hermetically by squeezing and welding, each after the container 10 is placed in an autoclave with an argon gas atmosphere, i which the container is heated to a temperature of about 105 ° C and is set for a pressure of between 700 and 1050 kp / cmz for a period of about 2 h. This pressure in the autoclave exerts an isostatic pressure over the surface of the container. .

Vid den angivna pressningstemperaturen, l065°C, mjuknar stålet i sådan grad, att det vid det utövade trycket (700-1050 kp/cmz) blir plastiskt flytande, och genom trycket reduceras storleken av hål- rummet. Detta är möjligt så länge pulvret i behållaren icke har nått full densitet utan är kompressibelt. Genom trycket kan stor- leken av hålrummet krympas till dess att pulvret når approximativt full densitet och under denna komprimering sammansintras pulvret till en kompakt, solid massa med hög densitet.At the specified pressing temperature, 1065 ° C, the steel softens to such an extent that at the applied pressure (700-1050 kp / cm 2) it becomes plastic liquid, and the pressure reduces the size of the the room. This is possible as long as the powder in the container does not have reached full density but is compressible. Due to the pressure, the play of the cavity shrinks until the powder reaches approximately full density and during this compression the powder is sintered to a compact, solid mass with high density.

Efter konsolideringen avlägsnas behållaren 10 från autoklaven och kyles och avlägsnas därefter behållaren från den sintrade krop- pen, vilket kan utföras genom upplösning i ett- salpetersyrabad, som angriper stål men icke pulverlegeringen IN-100, vilken är korrosionsresistent. För upplösning av behållaren och frigöring av den sitrade kroppen kan man i stället för salpetersyralösning an- vända andra typer av lösningar. Alternativt kan behållaren avlägsnas genom bearbetning eller genom en kombination av partiell bearbetning och efterföljande upplösning.After consolidation, the container 10 is removed from the autoclave and is cooled and then the container is removed from the sintered body. pen, which can be performed by dissolving in a nitric acid bath, which attacks steel but not the powder alloy IN-100, which is corrosion resistant. For dissolving the container and releasing the trembling body, instead of nitric acid solution, reverse other types of solutions. Alternatively, the container can be removed by processing or by a combination of partial processing and subsequent dissolution.

Innan behållaren lp avlägsnas från den sintrade kroppen är det lämpligt att mäta dess yttre form och registrera uppmätningen, och efter bortskaffandet av behållaren 10 uppmätes den sintrade kroppen.Before the container lp is removed from the sintered body, it is appropriate to measure its external shape and record the measurement, and after disposal of the container 10, the sintered body is measured.

Genom att jämföra den sitrade kroppens storlek och form med det ursprungliga hålrummets storlek och form kan graden och utfallet av krympningen bestämmas. Dimensionerna av behållaren efter press- ningen och densifieringen av pulverkroppen visas i fig l medelst punktstreckade linjer, av vilka den punktstreckade linjen 30 anger kroppens konturform, medan den punktstreckade linjen 32 anger behållarens 10 ytterkontur.By comparing the size and shape of the trembling body with it The original size and shape of the cavity can be the degree and outcome of the shrinkage is determined. The dimensions of the container after pressing the densification and densification of the powder body is shown in Fig. 1 by means of dotted lines, of which the dotted line 30 indicates the contour shape of the body, while the dotted line 32 indicates the outer contour of the container 10.

Utförda försök visade att krympningen blev förvånansvärt jämn och att behållarens tjocklek ökade. Att sådana områden som de med 34 och 36 betecknade områdena i fig 1 blir tjockare eller större under varmpressningen indikerar att den på pulvret utövade kraft- riktningen var ett resultat av hydrostatiskt tryck, som var oberoende 13 7706426-9 av kraftriktningen på behållarens yttersida. I fig 2 åskådliggöres de förmodade kraftriktningarna på pulvret och kraftriktningen på behållaren. Kraftriktningen på behållaren, som visas medelst pilar 38, är vinkelrät mot behållarens yttersida, medan medelst pilar 40 anges de på pulvret verkande kraftriktningarna, vilka är i huvudsal vinkelräta mot hålrummets begränsningsytor. Kraftriktningarna på pulvret är sålunda icke nödvändigtvis parallella med kraftriktningz na på behållarens yttersida och detta är karaktäristiskt för hydro- statiskt tryck och anger att behållarens väggar faktiskt verkar på liknande sätt som ett fluidum för trycköverföringen. Resultatet är en jämnare minskning av hålrummets storlek.Experiments performed showed that the shrinkage was surprisingly even and that the thickness of the container increased. That such areas as those with 34 and 36, the areas in Fig. 1 become thicker or larger during hot pressing indicates that the force exerted on the powder the direction was a result of hydrostatic pressure, which was independent 13 7706426-9 of the direction of force on the outside of the container. Fig. 2 is illustrated the assumed directions of force on the powder and the direction of force on the container. The direction of force on the container, which is indicated by arrows 38, is perpendicular to the outside of the container, while by means of arrows 40 the directions of force acting on the powder are indicated, which are in the main hall perpendicular to the confinement surfaces of the cavity. The directions of force on the powder is thus not necessarily parallel to the direction of force on the outside of the container and this is characteristic of static pressure and indicates that the walls of the container are actually acting on similar to a fluid transfer fluid. The result is a more even reduction in the size of the cavity.

Ur flera olika synpunkter, såsom ekonomiska och tillverknings- tekniska, förefaller stål med lågt kolinnehåll vara det intressan- taste materialet för framställning av behâllare enligt uppfinninger och varmkonsolidering av pulver av legeringen IN-100 och av andra superlegeringar. Detta stål är relativt billigt i jämförelse med kilopriset för pulvret, som skall konsolideras, och dessutom kan som känt stål med lågt kolinnehåll mycket lätt maskinbearbetas och svetsas,och av detta material framställda behållare är motstånds- kraftiga mot omild behandling. Det understrykes emellertid att tjockväggiga behållare enligt uppfinningen kan framställas av andra metaller eller andra material, exempelvis glas och keramiskt mate- rial. Av avgörande vikt är plastisk flytbarhet för materialet i förening med tillräcklig väggtjocklek för överföring av ett hydro- statiskt tryck på pulvret.From several different points of view, such as economic and manufacturing technically, low carbon steels seem to be the most interesting taste material for the production of containers according to inventions and hot consolidation of powders of the alloy IN-100 and of others superalloys. This steel is relatively inexpensive compared to the price per kilogram of the powder to be consolidated, and in addition can as known steel with low carbon content very easily machined and welded, and containers made of this material are resistant to strong against harsh treatment. However, it is emphasized that thick-walled containers according to the invention can be manufactured by others metals or other materials, such as glass and ceramic materials rial. Of crucial importance is the plastic flowability of the material in compound of sufficient wall thickness to transfer a hydrogen static pressure on the powder.

Det understrykes även att uppfinningen icke är begränsad till framställning av ett hålrum genom materialavverkande bearbetning, ty även annan välkänd metallbearbetningsteknik, såsom smidning, eller gjutning kan användas för framställning av behållaren enligt uppfinningen. En gjuten behållare kan framställas med användande av en expanderbar kärna, vars form motsvarar det öskade hålrummets for Efter gjutning av metallen omkring den expanderbara kärnan kan denn ”avlägsnas exempelvis genom urlakning. En tvådelad behållare kan framställas genom en smidningsprocess, varvid den enda nackdelen är att man genom smidning icke kan framställa underskärningar, vilka däremot kan framställas genom gjutning eller bearbetning.It is also emphasized that the invention is not limited to production of a cavity by material cutting, for other well-known metalworking techniques, such as forging, or casting can be used to make the container according to the invention. A cast container can be made using an expandable core, the shape of which corresponds to the liner of the desired cavity After casting the metal around the expandable core, it can ”Is removed, for example, by leaching. A two-part container can produced by a forging process, the only disadvantage being that it is not possible to produce undercuts by forging, which however, can be produced by casting or machining.

En unik metod att framställa behållare för framställning av mycket komplicerade delar åskådliggöres i fig 3 - 5. Formkroppen, som skall framställas, är i fig 5 generellt betecknad med 42 och består av en ganska komplex turbinskiva med flera underskurna par- 77Û6426f9 M tier. För framställning av ett densifierat ämne, som kan maskinbe- arbetas för framställning av turbinskivan 42 i fig 5, framställes en tjockväggig behållare med ett hålrum 44 av den i fig 3 visade formen. Det inses lätt att det skulle bli svårt för att icke säga omöjligt att genom skärande bearbetning framställa ett hålrum av den visade komplexa formen i en av två delar bestående behållare, såsom den i fig l visade behållaren. För framställning av turbin- skivan i fig 5 har hålrummet 44 ett i huvudsak skivformigt parti 46 och två ringformiga partier 48, vilka sträcker sig i tvärrikt- ningen utåt från det skivformiga partiet 46 och med sådana avvink- lingar inåt att det är svårt att utforma hålrummet genom skärande bearbetning. Behållaren är därför gjord i tre sektioner, nämligen en första huvudsektion 50, en andra huvudsektion 52 och en mellan- sektion 54. Den ena huvudsektionen 50 och mellansektionen 54 inne- fattar de ytor 56, 58, som avgränsar hålrummets 44 skivformiga par- ti 46, och den andra huvudsektionen 52 och mellansektionen 52 inne- fattar de ytor 60, 62, som avgränsar de ringformiga partierna 48.A unique method of making containers for making very complicated parts are illustrated in Figs. 3 - 5. The shaped body, to be produced is generally indicated in Fig. 5 by 42 and consists of a rather complex turbine disk with several undercut parts 77Û6426f9 M tier. For the production of a densified substance which can be machined worked to produce the turbine disk 42 in Fig. 5, is produced a thick-walled container with a cavity 44 of that shown in Fig. 3 the form. It is easy to see that it would be difficult not to say impossible to produce a cavity of by cutting the complex form shown in a two-part container, such as the container shown in Fig. 1. For the production of turbine the disc in Fig. 5, the cavity 44 has a substantially disc-shaped portion 46 and two annular portions 48 extending transversely. outwardly from the disc-shaped portion 46 and with such angles inwards that it is difficult to design the cavity by cutting processing. The container is therefore made in three sections, namely a first main section 50, a second main section 52 and an intermediate section 54. One main section 50 and the intermediate section 54 contain the surfaces 56, 58 which delimit the disc-shaped part of the cavity 44 46, and the second main section 52 and the intermediate section 52 contain grasp the surfaces 60, 62 which define the annular portions 48.

Dessa tre sektioner maskinbearbetas var för sig och hoppassas där- efter för framställningen av en behållare med det komplexa hålrum- met 46.These three sections are machined separately and matched accordingly. for the manufacture of a container with the complex cavity with 46.

Enligt ett utförande av denna behållare har sektionerna 50 och 52 mot varandra passande ytor, vilkas ytterkanter emellertid är av- fasade för avgränsning av en svetsficka 64 för mottagning av svets- materialet 66. I den ena 50 av de båda huvudsektionerna borras ett hål 68 för ett påfyllningsrör 70, vilket fästes genom svetsning.According to one embodiment of this container, the sections 50 and 52 mating surfaces, the outer edges of which, however, are beveled to define a welding pocket 64 for receiving welding the material 66. In one 50 of the two main sections one is drilled hole 68 for a filling tube 70, which is attached by welding.

Såsom visas i fig 3 stödes mellansektionen 54 mellan de båda huvud- sektionerna 50, 52 av samverkande, med varandra ingripande ytor, som samtidigt centrerar mellansektionen 54. Sålunda ingriper en från ett cylindriskt parti av mellansektionen 54 utskjutande del 72 i en cylinderformig urtagning 74 i den ena huvudsektionen 52 och en från ett cylindriskt parti av den andra huvudsektionen 50 utskjutande del 76 ingriper i en cylinderformig urtagning 78 i mellansektionen 54.As shown in Fig. 3, the intermediate section 54 between the two main sections 50, 52 of cooperating, interlocking surfaces, which simultaneously centers the intermediate section 54. Thus, one engages projecting from a cylindrical portion of the intermediate section 54 72 in a cylindrical recess 74 in one main section 52 and one from a cylindrical portion of the second main section 50 projecting part 76 engages in a cylindrical recess 78 in intermediate section 54.

Behållaren i fig 3 kan användas på samma sätt som den först beskrivna behållaren. Pulverkroppen har efter varmkonsolideringen den vid 80 i fig 4 visade formen och bearbetas till den slutliga form den i fig 5 visade kroppen 42 har. Den färdiga delen 42 är sålunda framställd utan någon smidningsoperation och med relativt liten materialförlust.The container in Fig. 3 can be used in the same way as the first one described container. The powder body has after the hot consolidation the shape shown at 80 in Fig. 4 and processed to the final one shape the body 42 shown in Fig. 5 has. The finished part 42 is thus produced without any forging operation and with relative small material loss.

För varmkonsolidering av pulverkroppar behöver de ovan beskrivna 158 77os42s-9 behâllarna icke nödvändigtvis utsättas för värme och tryck i argon gasatmosfär i autoklav utan kan utsättas för värme och tryck medel andra medel. Enligt en genom uppfinningen utvecklad metod kan be- hâllarna exempelvis utsättas för tryck mellan pressverktyg i.en press.For hot consolidation of powder bodies need the ones described above 158 77os42s-9 the containers are not necessarily exposed to heat and pressure in argon gas atmosphere in an autoclave but can be exposed to heat and pressure agents other means. According to a method developed by the invention, the holders, for example, are subjected to pressure between press tools i.en press.

Härför kan användas en mekanisk eller hydraulisk press av sta dardtyp med pressdon 82, 84 av exempelvis det i fig 7 visade slage Det nedre pressdonet 84 i fig 7 har ett hålrum eller urtag 86 för mottagning av en förvärmd, pulverfylld behållare och det övre pres donet 82, som är monterat på en presskolv 82, har ett utsprång 88, som för utövning av tryck mot behållaren införes i urtaget 86. Ge- nom förvärmningen har godset i behållaren upphettats till en tempe tur, vid vilken plastisk flytning relativt lätt kan åstadkommas vi pressning av behållaren mot det nedre pressdonet eller dynan 86, mot vilken behållaren fasthålles under tryckutövningen, varunder materialet i behållaren verkar som ett fluidum och utövar en hydro statisk tryckkraft, varvid pulvret i behållaren, som från början icke har full densitet, komprimeras intill full densitet. Vid dett stadium har hela massan, dvs både godset i behållaren och pulvret, full densitet. Behållaren avlägsnas därefter från dynan 84 genom någon lämplig utdragnings- eller utskjutningsoperation, varefter materialet, som bildar behållaren, avlägsnas från den genom press- ning täta pulverkroppen.A mechanical or hydraulic press of sta can be used for this type with presses 82, 84 of, for example, the type shown in Fig. 7 The lower presser 84 of Fig. 7 has a cavity or recess 86 for receiving a preheated, powder-filled container and the upper pressure the device 82, which is mounted on a press piston 82, has a projection 88, which is applied to the recess 86 in order to exert pressure on the container. due to the preheating, the goods in the container have been heated to a tempe luck, at which plastic flow can be achieved relatively easily we pressing the container against the lower presser or pad 86, against which the container is held during the pressure application, during which the material in the container acts as a fluid and exerts a hydro static compressive force, leaving the powder in the container, as from the beginning does not have full density, compresses to full density. At this stage has the whole mass, ie both the goods in the container and the powder, full density. The container is then removed from the pad 84 through any suitable extraction or ejection operation, after which the material forming the container is removed from it by pressing tight powder body.

Såsom visas har urtagningen 86 i dynan 84 koniska väggar ooh- har behållaren 96, som visas i fig 6 i en större skala än de i fig 7 visade pressverktygen och deras hålrum, motsvarande omkretsform för att underlätta utskjutningen av behållaren från den nedre dyna 84 efter pressningen. Det övre pressverktygets 82 huvud har en mot hålrummet i den nedre dynan 84 svarande konisk form.As shown, the recess 86 in the pad 84 has conical walls and has the container 96 shown in Fig. 6 on a larger scale than those in Figs 7 show the press tools and their cavities, corresponding to the circumferential shape to facilitate the ejection of the container from the lower pad 84 after pressing. The head of the upper press tool 82 has a counter the cavity in the lower pad 84 corresponding conical shape.

Om man använder en mekanisk press, kan pressen skadas, om pulvret når full densitet och därigenom icke kan komprimeras ytter ligare innan kolven når ändläget av sitt nedåtgående slag. Detta problem undvikes genom användning av en hydraulisk press, vid vilk kolvens slagrörelse stoppas vid uppnåendet av ett förutbestämt try För att förhindra bristning av en mekanisk press kan pressdon 82, 84 anordnas så, att reglerad undanträngning av godset i behåll ren mellan pressdonen medgives vid överskridandet av ett bestämt, maximalt tryck. För detta ändamål kan en spalt anordnas mellan de ytor 90, som avgränsar urtagningen 86 i sidled, och motsvarande si ytor 92 hos det övre pressdonets 82 huvud 88 för att medgiva utfly ning vid otillåtet höga tryck, men för att säkerställa ett tillräc 7706426-9 16. ligt högt hydrostatiskt tryck från behållaren för densifiering av pulvret, kan det vara nödvändigt att anordna pressdonet på sådant sätt, att metallen från behållaren flyter ut genom en labyrinartad eller krökt spalt. Härför kan exempelvis det övre pressdonets sido- ytor 92 följas av krökta, avböjda ytor 94, som bildar ett motstånd mot utflytning av metall i behållarens väggar genom avböjniﬁg av utflytningsriktningen och förlängning av utflytningsvägen. Genom lämplig utformning av dessa ytor kan sålunda motståndet mot mate- rialutträngning ökas, men huvudsaken är att de båda pressdonen är så konstruerade, att tryckbegränsning medges genom reglerad ut- trängning av material från behållaren.Using a mechanical press can damage the press, if the powder reaches full density and thus can not be compressed externally before the piston reaches the end position of its downward stroke. This problems are avoided by using a hydraulic press, at which the stroke of the piston is stopped when a predetermined try is reached To prevent the rupture of a mechanical press can press 82, 84 are arranged so that regulated displacement of the goods is maintained between the presses is allowed when exceeding a certain, maximum pressure. For this purpose, a gap can be arranged between them surfaces 90, which define the recess 86 laterally, and the corresponding si surfaces 92 of the head 88 of the upper presser 82 to allow outflow at impermissibly high pressures, but to ensure a sufficient 7706426-9 16. high hydrostatic pressure from the container for densification of powder, it may be necessary to arrange the presser on such way, that the metal from the container flows out through a labyrinthine or curved gap. For this purpose, for example, the side presser surfaces 92 are followed by curved, deflected surfaces 94, which form a resistor against the flow of metal in the walls of the container by deflection of the direction of outflow and the extension of the outflow path. Through suitable design of these surfaces, the resistance to material material penetration is increased, but the main thing is that the two presses are so constructed that pressure limitation is permitted by regulated penetration of material from the container.

Den i fig 6 visade behållaren 96 är speciellt konstruerad för samverkan med en press av exempelvis det i fig 7 visade slaget. Hål- rummet hos behållaren i fig 6 kan ha relativt komplicerad form för framställning av motsvarande formkroppar till slutlig form eller nära formkropparnas slutform. Behållaren 96 har en övre sektion 98 och en nedre sektion 100, vilka är utformade av stål med lågt kol- innehåll genom maskinbearbetning och en av samma material och på samma sätt framställd kärna 102 är placerad mellan dessa båda sek- tioner. Liksom i de ovan beskrivna fallen är behållarens övre och nedre sektioner 98, 100 förbundna genom svetsning, såsom visas vid l04, vid mot varandra passande ytor.The container 96 shown in Fig. 6 is specially designed for cooperation with a press of the type shown in Fig. 7, for example. Hole- the space of the container in Fig. 6 can have a relatively complicated shape manufacture of corresponding shaped bodies into final shape or close to the final shape of the shaped bodies. The container 96 has an upper section 98 and a lower section 100, which are formed of low carbon steel. content by machining and one of the same material and on similarly produced core 102 is located between these two sections. tioner. As in the cases described above, the upper and lower sections 98, 100 connected by welding, as shown at l04, at mating surfaces.

För fyllning av hålrummet i behållaren 96 med pulver är den övre sektionen 98 försedd med en eller flera kanaler l04, vilka leder till hålrummet. Kanalerna 104 sträcker sig genom ett koniskt format parti 106 av den övre sektionen 98 och är förenade med varand- ra via ett gemensamt inlopp 108. Ett påfyllningsrör ll0 är fastsvetsat vid den övre sektionen 98 i anslutning till inloppet l08 och medger påfyllning av pulver. Påfyllningsröret ll0 är även avsett att an- vändas för anslutning till en vakuumpump för att medge evakuering av hålrummet före påfyllning av pulver.For filling the cavity of the container 96 with powder, it is upper section 98 provided with one or more channels 104, which leads to the cavity. The channels 104 extend through a conical formed portion 106 of the upper section 98 and are joined to each other via a common inlet 108. A filling pipe ll0 is welded at the upper section 98 adjacent the inlet 108 and allows refilling of powder. The filling tube 110 is also intended to be used used for connection to a vacuum pump to allow evacuation of the cavity before filling with powder.

Efter evakuering av behållaren 96 och påfyllning av pulver tillslutes påfyllningsröret ll0 genom hopklämning av rörets ände och eventuellt svetsning.After evacuating container 96 and refilling powder the filling pipe ll0 is closed by squeezing the end of the pipe and possible welding.

Om pulvret skall komprimeras medelst en press är det nödvändigt att skydda påfyllningsröret ll0 från skador för att förhindra läckage till det under undertryck stående hålrummet i behållaren 96, vilket både leder till minskning av undertrycket och förorening av pulvret.If the powder is to be compressed by means of a press, it is necessary to protect the filler pipe ll0 from damage to prevent leakage to the pressurized cavity in the container 96, which both lead to reduction of the negative pressure and contamination of the powder.

På grund därav är en skyddshuv ll2 bestående av en hylsa 114 och en ändvägg ll6 anbragt över pâfyllningsröret ll0 och fastsvetsad vid ~ 17 7706426-9 behållaren 96. För.stöd kan pulver vara anbragt i en spalt mellan huven och påfyllningsröret.Due to this, a protective cap ll2 consists of a sleeve 114 and a end wall 116 placed over the filling pipe 110 and welded to ~ 17 7706426-9 container 96. For support, powder may be placed in a gap between the hood and the filling tube.

Det i fig 7 visade övre pressdonet 82 har en speciell form, som svarar mot den yttre formen av behållarens 96 övre parti 106, vilket är koniskt. Det övre pressdonet har ett motsvarande konisk hålrum 118 med en cylinderformig förlängning 120, som är avsedd a upptaga skyddshuven ll2. Det bör observeras att hålrumsdelen 120 icke är fullständigt cylinderformigt utan svagt koniskt med lämpl släppningsvinkel för att underlätta undanföringen av det övre pre donet 82 från behållaren 96.The upper presser 82 shown in Fig. 7 has a special shape, corresponding to the outer shape of the upper portion 106 of the container 96, which is conical. The upper press device has a corresponding conical cavity 118 with a cylindrical extension 120 intended for a occupy the hood ll2. It should be noted that the cavity portion 120 is not completely cylindrical but slightly conical with suitable clearance angle to facilitate the removal of the upper pre the device 82 from the container 96.

Ett väsentligt kännetecken på behållaren 96 i fig 6 är det kupolliknande partiet 106, men i ett alternativt utförande kan be hållaren 96 ha den enklare form, som antydes medelst en punktstre linje 121. Den medelst heldragna linjer visade behållaren föredra emellertid genom att den kräver mindre material än det alternativ utförandet.An essential feature of the container 96 in Fig. 6 is that dome-like portion 106, but in an alternative embodiment may ask the holder 96 has the simpler shape, which is indicated by a dot tree line 121. The container shown by solid lines showed preference however, by requiring less material than the alternative the execution.

Ett typiskt förfarande för komprimering av pulver med använd av en press innefattar följande steg. Efter framställning av be- hållaren 96 anslutes en vakuumpump till pâfyllningsröret ll0, och medelst pumpen evakueras behållaren till ett så lågt tryck som ca 10 um. Efter evakueringen fylles behållaren med pulver, varunder hålrummet hålles under vakuum. Detta kan utföras genom att påfylb ningsröret 110 anslutes till ett T-rörstycke, vars ena gren anslu tes till vakuumpumpen och genom vars andra gren pulvret tillföres Efter påfyllningen tillslutes röret ll0, vilket, såsom redan nämn= kan utföras genom hopklämning och därefter svetsning av röränden.A typical method of compressing powder with used of a press involves the following steps. After preparation of the holder 96 is connected to a vacuum pump to the filling tube 110, and by means of the pump, the container is evacuated to a pressure as low as approx 10 um. After evacuation, the container is filled with powder, during which the cavity is kept under vacuum. This can be done by refilling The connecting pipe 110 is connected to a T-pipe piece, one branch of which is connected to the vacuum pump and through the other branch of which the powder is supplied After filling, the tube 110 is closed, which, as already mentioned = can be performed by squeezing and then welding the pipe end.

Den beskrivna skyddshuven ll2 förbindes därefter med behålla: 96, så att den omsluter påfyllningsröret 110.The described protective hood 111 is then connected to retain: 96, so that it encloses the filling tube 110.

Den med pulver fyllda behållaren 96 uppvärmes därefter i en x till den temperatur, vid vilken pulvret skall komprimeras. Materiz let, av vilket behållaren är framställd, skall vid den valda komp: meringstemperaturen kunna bringas till plastiskt flytande tillståx när behållaren utsättes för det för komprimeringen av pulvret valz trycket. För de flesta användningsområden har det visat sig vara lämpligt att upphetta den i fig 6 visade behållaren till en tempel tur av mellan ca 925 och l250°C, men naturligtvis väljes temperatz ren med hänsyn till den pulverlegering, som skall komprimeras, ock lämpliga konsolideringstemperaturer är välkända för de vanligen få kommande legeringarna. Vid en behållare av kolfattigt stål behålla materialet inom detta temperaturområde sin strukturella integritei men genom ett tryck av ca 350 kp/cmz kan materialet bringas till 7706426--9 18 plastiskt flytande tillstånd. Den sålunda upphettade behållaren över- föres till en press för konsolidering av pulvret.The powder-filled container 96 is then heated to an x to the temperature at which the powder is to be compressed. Materiz the container from which the container is made shall, at the selected component: the fermentation temperature can be brought to a plastic liquid state when the container is exposed to it for the compression of the powder roll the pressure. For most uses, it has proven to be suitable for heating the container shown in Fig. 6 to a temple between about 925 and l250 ° C, but of course the temperature is chosen pure with respect to the powder alloy to be compressed, and suitable consolidation temperatures are well known to the usually few future alloys. In the case of a container made of low-carbon steel the material within this temperature range its structural integrityi but by a pressure of about 350 kp / cm 2 the material can be brought to 7706426--9 18 plastic liquid state. The container thus heated is over- brought to a press for consolidating the powder.

'Med användande av en behållare 96 av det i fig 6 visade slaget framställdes en provkropp av titanpulver, varvid förvärmning till en temperatur av ca 925°C utfördes och ett tryck av ca 1050 kp/cmz utövades medelst en mekanisk press av standardtyp och utrustad med pressverktyg av det i fig 7 visade slaget. Behållaren upphettades i en ugn under tillräcklig tid för ernående av en likformig tempera- tur genom hela behållaren och dess innehåll och infördes därefter i pressen, medelst vilken pressning utfördes i ett enda presslag, I varvid behållaren stöddes mot den nedre pressdynan 82 i fig 7. Ma- terialet i behållaren bragtes härvid till plastiskt flytande till- stånd och utsatte pulvret för ett hydrostatiskt tryck, som var till- räckligt för densifiering av pulvret. Därefter utstöttes behållaren 96 från dynan 82 och kyldes samt avlägsnades behållaren från den framställa kompakta pulverkroppen.Using a container 96 of the type shown in Fig. 6 a titanium powder specimen was prepared, preheating to a temperature of about 925 ° C was performed and a pressure of about 1050 kp / cm 2 was exercised by means of a mechanical press of standard type and equipped with press tools of the type shown in Fig. 7. The container was heated in an oven for a sufficient time to achieve a uniform temperature through the entire container and its contents and was subsequently introduced in the press, by means of which pressing was carried out in a single press stroke, I the container being supported against the lower press pad 82 in Fig. 7. the material in the container was then brought to a plastic liquid and subjected the powder to a hydrostatic pressure which was sufficient for densification of the powder. The container was then ejected 96 from the pad 82 and was cooled and the container was removed therefrom produce the compact powder body.

Det är fördelaktigt att använda en press i stället för en autos klav på grund av att pressnïngsoperationen vid maximal temperatur därigenom kan avsevärt minskas. I typiska fall kan behandlingstiden i en autoklav ofta överskrida 4 h från det ögonblick.behållaren införes till dess att den uttages, medan behandlingstiden i en press kan mätas i minuter. Dessutom är autoklaver, som skall kunna arbeta vid ett så högt tryck som l05Q kp/cm2, relativt komplicerade och dyra apparater, och användning av mekaniska eller hydrauliska prese sar medför därför betydande förenklingar av konsolideringsprocessen, Det bör observeras att den i det ovanstående använda terminolo- gin har valts huvudsakligen i beskrivande och icke begränsande syfte och att många modifikationer och variationer av uppfinningen är möj- liga inom ramen för uppfinningen, vilken anges i efterföljande pa- I tentkrav.It is advantageous to use a press instead of an autos clef due to the pressing operation at maximum temperature thereby can be significantly reduced. In typical cases, the treatment time may in an autoclave often exceed 4 h from the moment.container introduced until it is removed, while the treatment time in a press can be measured in minutes. In addition, autoclaves, which should be able to work at a pressure as high as l05Q kp / cm2, relatively complicated and expensive appliances, and the use of mechanical or hydraulic presses therefore significantly simplifies the consolidation process, It should be noted that the terminology used in the above gin has been chosen mainly for descriptive and non-limiting purposes and that many modifications and variations of the invention are possible within the scope of the invention, which is set out in the following paragraph tent requirements.

Claims

-7706426-9 19 PATENT CLAIMS

1. A method of consolidating powder of metallic or non-metallic material in a container by applying pressure to the outside of the container to produce a dense, compact powder body, characterized in that the powder is applied and enclosed in a cavities of the desired contour in a container (10), the walls (l2, 14) of which, forming the cavity contour of the container with the inside, are of sufficient thickness to give the outside of the container an account which deviates from closely following the cavity contour of the container, and which walls consists of dense, solid material which is substantially unreachable and which, by being subjected to sufficient pressure, is transferable from the solid state to a plastic liquid state, and that an active pressure is exerted on the outside of the container so that the pressure is brought to act over the entire outer circumferential surface of the container and is high enough at the temperature used or present to convert the wall material from the solid state to such a p elastically liquid state that by being acted as a fluid it transmits the consolidation pressure of the powder in the container via hydrostatic pressure generated in the container: the walls relatively independent of the outer contour of the container and of how the active pressure on the container is exerted.

2. A method according to claim 1, characterized in that the container and the powder therein are heated to reduce the pressure required to transfer the container material to a plastic liquid state and to achieve said consolidation. _

3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the powder in the container is hermetically enclosed by sealing the container.

4. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the consolidation is carried out in a container of such wall thickness and void volume that the total volume of the walls of the container is greater than the void volume of the container.

5. A method according to claim 4, characterized in that the consolidation is carried out in a container of such material that the total volume of the walls of the container remains substantially constant, while the void volume decreases due to the pressure exerted for the consolidation. ~ 7706-426-9 _ ie- r

6. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the container is removed from the compacted body after consolidation.

7. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the container and the compacted body are cooled and that the container is subsequently removed from the compacted body.

8. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the pressure is achieved on the entire circumferential surface of the container by means of gas pressure in an autoclave. g

9. A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that for the exercise of said pressure, so that it acts over the entire circumferential surface of the container, the active pressure is exerted only on a fraction of the circumferential surface and resistance is exerted on the rest of the circumference. kretsvtan.

10. A method according to any one of claims 1 - 7 and 9, characterized in that the pressure on the container is achieved by pressing the container between presses (82, 84) of a press and by providing abutments in areas, if any, where the presses do not attack.

ll. A method according to claim 10, characterized in that controlled discharge of metal from the container between the presses is permitted, before the applied pressure exceeds a pressure, at which the press is overloaded.

Apparatus for practicing the method of claim 1 for consolidating powders of metallic or non-metallic materials and combinations thereof in a container (10) by applying pressure to the container, characterized in that the apparatus comprises a device (82, 84) for actively exerting a pressure on the container and so that the pressure is caused to act over the entire outer circumferential surface of the container, that the container (10) consists of a solid material, which has substantially full theoretical density and is mainly - uncompressive, that the container has an outer contour which, by contouring the wall thickness, deviates from closely following the container's cavity contour, and that the container's wall material has the property that at the pressure, possibly in combination with temperature increase, to which the container is subjected by means of said device for consolidating powder in the container, is transferred from the solid state to a plastic liquid state so that by acting as a tt fluid transfer the consolidation pressure on the powder 7706426-9 withstand 1 via hydrostatic pressure generated in the container wall relatively independent of the outer contour of the container and how the active pressure on the container is exerted. '

13. Apparatus according to claim 12, characterized in that the container consists of a metal-based material.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the container consists of metal which becomes plastically liquid at a temperature above 265 ° C without losing its structural integrity. ,

15. Apparatus according to claims 13 and 14, characterized in that the metal is low carbon steel.

Apparatus according to any one of claims 12 - 14, characterized in that the walls of the container consist of gas-impermeable material.

17. Apparatus according to any one of claims 12 - 16, characterized in that the walls of the container have a substantially uniform composition in the entire cross section from the outside to the cavity.

18. Apparatus according to claim 17, characterized in that the walls of the container have a substantially uniform density.

Apparatus according to any one of claims 12 to 18, characterized in that it consists of at least two sections (50, 52, 54) which are connected by welding.

Apparatus according to claim 15, characterized in that the cavity contour of the container has a complex shape, which comprises a substantially disc-shaped portion (46) and at least one substantially annular portion (48), which extends substantially. the transverse direction from the disc-shaped portion, and that the container consists of two main sections (50, 52) and an intermediate section (54) located therebetween, one main section (50) and between the section (54) delimiting the disc-shaped portion of the cavity, with the the second main section (52) and the intermediate section delimit said annular portion or portions (48) of the cavity.

21. Container according to claim 19 or 20, characterized in that it comprises at least two sections (50, 52, 54), which have surfaces for connecting to each other arranged against each other.

Apparatus according to any one of claims 19 to 21, characterized in that the container consists of two end sections and an intermediate section (50, 52 and 54, respectively) and comprises devices 27706426-9 in the same. (72, 74, 76, 78) for cooperating engagement with and for centering and supporting the intermediate section (54) located between the end sections (52, 54).

Apparatus according to any one of claims 12 to 22, characterized in that it comprises a connection (70) from the outside of the container to the cavity for filling the powder.

Apparatus according to any one of claims 12 to 23, characterized in that the void volume of the container does not exceed the total volume of the walls of the container.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the pressure applying device is a device for applying gas pressure over the entire container.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the pressure applying device is a press (82, 84) with pressure means (80, 82) for applying pressure to the container and comprises a device for preventing or only allowing a controlled, limited expansion of a certain part or certain parts of the container during the pressure exerted by the presses.