SE455383B - Sett vid konsolidering av metallpulver i en platkapsel samt smitt emne - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 455 3831 Ett stort problem vid den beskrivna processen är i synnerhet att gavelplåtarna, som svetsas fast i mantelns ändar, deformeras när man smider, så att man i ändarna får egendomliga skrynklingseffekter. Om man exempelvis svetsar fast en plan gavelplåt på insidan av manteln, såsom visas i Fig. l, kommer gavelplåten vid smidningen att buktas ut, såsom antyds med pilarna. När smidningen är avslutad kommer svetsen att ligga på mantelytan. Detta innebär att man har böjt svetsfogen 90° från baksidan av svetsen i de mycket sprickkänsliga svetsfogarna. Sam- tidigt utsätts dessa svetsfogar för stora dragspänningar. Resultatet blir att fogarna lätt spricker, så att luft kan strömma in i kapseln innan materialet har blivit helt tätt. Härigenom oxideras pulvret, vilket leder till kassation.

För att undvika böjningar och kraftiga dragspänningar i svetsfogarna kan man tänka sig att i stället från början lägga svetsen på mantel- ytan. Exempelvis kan ändplåten utformas som en gavel på ett tryckkärl, Fíg. 2. Vad som då emellertid uppkommer som ett sekundärt problem är att fylla hela kapseln med pulver. Detta är visserligen lätt att göra i mindre skala men är svårare i praktiken. Rasvínkeln på pulvret är nämligen sådan att det är svårt att fylla ända upp i hörnen, även då man gör ett hål i gaveln, vilket sedan pluggas igen.

Vid försök med ändplâtar enligt Fig. l och Fig. 2 buktade ändplåtarna ut redan vid de första smidessticken. Som nämnts blir kapseln först “för stor". Om dessutom ändplåtarna buktar ut blir kapseln ännu mycket större än den ännu inte helt kompakterade pulverkroppen. Detta innebär att kapseln i ändarna får dålig kontakt med pulvret. Detta leder i sin tur till att ändpartierna på kapseln kyls av. Ändpartierna blir med andra ord kalla och styva, medan manteln förblir varm och mjuk. Mellan å ena sidan dessa kalla och varma gavelpartier och å andra sidan den varma och mjuka manteln ligger svetsfogen, som därför även i detta fall riskerar att utsättas för så stora påkänningar att den kan spricka. I detta fall finns sålunda dels risk för att kapseln går sönder i svetsfogarna, dels risk för inhomogeniteter i materialet på grund av släppning mellan kapseln och pulverkroppen. 10 15 20 25 30 35 455 383 Kom REDoGöRELsE Fön UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att lösa ovan angivna problem. Detta kan uppnås därigenom att gavelplåtarna väsentligen förhindras att bukta ut under smidningen så att de förlorar kontakten med pulvret innan detta blivit kompakterat till åtminstone nära fullständig täthet, genom att gavelplåtarnas centra är förstyvade, försedda med förankringsdon i form av ett eller flera till ett visst djup i pulvret inskjutande element och/eller är försedda med en eller flera inbuktningsanvis- ningar. Företrädesvis används kapslar vilkas gavelplåtar var och-en är försedda med åtminstone en förstyvning vänd mot kapselns inre. Dessa förstyvningar kan samtidigt utgöra förankringsdon som bäddas in i pulvret i kapseln och förankras i detta på ett djup av mellan 30 och 120 mm då pulvret kompakteras vid smidningen. Gavelplåtarna kan i övrigt göras i huvudsak plana och svetsas fast vid manteln i kanten mellan manteln och gavelplåten.

Ytterligare kännetecken och aspekter på uppfinningen kommer att framgå av de efterföljande patentkraven samt av följande beskrivning av en föredragen utföringsform.

KORT FIGURBESKRIVNING I den föregående beskrivningen av uppfinningens bakgrund har hänvisats till Fig. 1 och Fig. 2 vilka illustrerar ändpartierna av ett par pulverfyllda kapslar med utföranden som inte ligger inom ramen för uppfinningen; Fig. 3 illustrerar en första tänkbar utföringsform av ändpartiet av en kapsel som kan användas vid uppfinningen; Fig. 4 visar i den högra halvan en sidovy av en kapsel med ett föredraget utförande enligt uppfinningen, och i den vänstra delen en sektion genom samma kapsel i ett snitt samman- fallande med en längsgående simmetrilinje; och 10 15 20 25 30 35 455 383 Fig. 5 utgör en ändvy V-V i Fig. 4.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER De icke föredragna utföríngsformerna enligt Fig. 1 och Fig. 2 har redan berörts i beskrivningen av uppfinningens bakgrund. Här kommer därför endast att göras den kompletterande förklaringen att kapselns mantel i Fig. 1 betecknas la, dess ena gavelplât med siffran 2a, medan pulvret i kapseln har betecknats 3a. En svetsfog mellan manteln la och gavelplåten 2a har betecknats 4a. I Fig. 2 har motsvarande beteck- ningar använts med bokstaven a utbytt mot b.

Vid den i Fig. 3 illustrerade utföringsformen av en kapsel var gavel- plåtens 2c centrum 6c betydligt tjockare än i de båda föregående utföringsformerna. Kapseln 5c bestående av manteln lc, ett par gavel- plåtar 2c (en i var ände) jämte innehållet 3c var i detta fall avsett att prövas vid laboratoriemässiga förhållanden, dvs inte i full skala.

Kapseln hade därför endast ytterdimensionen 115 mm i diameter, medan gavelplåten 2c i centrumpartiet 4c hade tjockleken 20 mm. Svetsfogarna 4c anordnades på kapselns utsida i övergången mellan manteln lc och gavelplåtarna 2c.

Efter uppvärmning till smidestemperatur utsattes kapseln Sc för smidning mellan plana verktyg. Det visade sig att gavelplâtarna 2c böjdes inåt i stället för utåt såsom enligt utföringsformerna enligt Fig. l och 2. Så småningom uppstod även i detta fall veck och komplicerade former i ändpartierna, men pulvret hade innan detta inträffade kompakterats till en täthet av åtminstone 90 â 95%. Under hela smidningen fram till dess att denna täthet uppstått låg kapsel- plåten helt an mot pulvret, vilket var en önskad effekt.

Ett problem med utformningen av ändplåtarna enligt Fig. 3 var att kapseln blev svår att fylla helt. Detta problem löstes med utförings- formen enligt Fig. 4 och 5. På insidan av var och en av de i övrigt helt plana gavelplåtarna 2d fastsvetsades en ring 7d, som vändes inåt mot kapselns inre och trycktes ned i pulvret 3d till ett djup av cirka 75 mm. Efter evakuering av luften i kapseln och ersättning av luften 10 15 20 25 30 35 455 583 med skyddsgas fastsvetsades gavelplåtarna 2d genom svetsskarvar 4d i ändkanterna av manteln ld. Kapseln 5d och därmed smidesämnet hade i detta fall full storlek för produktionsförhâllanden. Kapselns ytter- diameter var ca 500 mm. Vid smidning mellan plana verktyg uppstod inte de problem som tidigare noterats. Gavelplåtarna 2d buktade inte ut utan behöll hela tiden kontakten med pulvret 3d i kapseln. Därigenom förblev svetsfogarna 4d hela tiden mjuka och böjliga under smidningen, och några inhomogeniteter på grund av variationer med avseende på densiteten i ändpartierna uppstod inte heller. _ För att förbättra förankringsdonens, enligt exemplet ringarnas 7d förmåga att fastna i pulverkroppen 2d vid smidningen, kan förankrings- donen förses med knaster 8d, rillor eller andra utskott eller ojämn- heter.

Det inses att Fig. 4 och Fig. 5 illustrerar endast en bland många tänkbara utföringsformer som bygger på samma princip. Exempelvis kan man, bl a beroende på kapselns diameter, använda två eller fler koncentriska ringar som förankrings- och förstyvningsdon. I stället för en eller flera ringar kan även andra förstyvnings- och förank- ringsorgan anordnas på gavelplåtarnas 2d insida. Exempelvis kan ringen 7d eller ringarna ersättas av ett par krysslagda plåtstycken, som svetsas fast på gavelplåtarnas 2d insida. De kan även ersättas med ett antal korta stänger, exempelvis korta stycken av armeringsstänger, som svetsas fast på insidan ooh som sträcker sig in i pulvret Sd för att med sina rillor eller motsvarande ojämnheter effektivt förankras i pulvret, då detta kompakteras. I övrigt inses att även den visade ringen eller de andra nämnda förstyvningsorganen kan förses med rillor, knaster eller andra utbuktningar eller försänkningar som gör förankringen i pulvret effektivare. Det inses även att förankrings- donen kan förenas med gavelplåtarnas 2d insida på annat sätt än genom svetsning, exempelvis genom att skruvas fast i gängade hål i plåten.

Förankringsdonen kan även utgöras av integrerade delar av gavel- plåtarna, exempelvis av utvikta flikar eller liknande.

Claims (6)

10 15 20 25 30 35 455 383 PATENTKRAV

1. l. Sätt vid konsolidering av en metallpulverkropp till en helt tät kropp varvid pulvret fylls i en plâtkapsel (lc, ld) bestående av en cylindrisk mantel och i ena änden en gavelplåt (2c, 2d), så att pulvret (3c, 3d) helt eller väsentligen helt fyller kapseln, varefter luften eventuellt evakueras ur kapseln och eventuellt ersätts med en icke oxiderande skyddsgas, vilken kapsel därefter tillsluts även i andra änden med en gavelplåt, varefter kapseln med innehåll värms till en för metallpulvret lämplig smidestemperatur, och smíds så att- pulvret konsolideras till en helt tät kropp, k ä n n e t e c k n a t av att gavelplåtarna (2c, 2d) väsentligen förhindras att bukta ut under smidningen, så att de förlorar kontakten med pulvret (3c, Sd) innan detta blivit kompakterat till åtminstone nära fullständig täthet, genom att gavelplåtarnas (2c, 2d) centra (6c) är förstyvade genom ett eller flera förstyvningselement (7d), vilket eller vilka är fastsvetsade mot respektive gavelplåts insida utmed en väsentlig längd för att förstyva gavelplâten, varvid nämnda förstyvningselement skjuter in i pulvret till ett väsentligt djup för att även fungera som förankringsdon för gavelplâten i pulvret.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att förstyvningen eller förstyvningarna bäddas in i pulvret i kapseln och förankras i detta på ett djup av mellan 5 och 30 %, företrädesvis mellan 8 och 25 % av kapselns utgångsdiameter eller bredd före smidning då pulvret kompakteras vid smídningen.

3. Sätt enligt något av kraven 1-2, k ä n n e t e c k n a t av att gavelplåtarna (Zd), som är huvudsakligen plana, svetsas fast vid manteln i kanten mellan mantel och ändplåt.

4. Sätt enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a t av att man som förstyvningselement i vardera änden av plåtkapseln använder en ring (7d) fastsvetsad koncentriskt mot respektive gavelplåtsinsida. 10 15 20 25 30 35 455 385

5. Smitt ämne bestående av en plåtkapsel med gavlar med åtminstcne ett förstyvningselement (7d) som är fastsvetsat mot och sträcker sig utmed en väsentlig längd av gavelplâtens insida samt är inbäddat och förenat med den i kapseln till fullständig täthet konsolíderade pulverkroppen till ett djup av mellan 5 och 35 %, företrädesvis mellan 8 och 25 % av kapselns utgångsdíameter eller bredd före smidning.

6. Smitt ämne enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att förstyv- ningselementet (7d) i vardera änden utgörs av en mot gavelplåtene insida fastsvetsad ring.