SE504475C2 - Metod att tillverka plana, ringformade produkter av stål med en hårdhet överstigande 60 HRC - Google Patents

Description

504 475 2 10 15 20 25 30 35 1. Den inre, plåtklädda rörväggen är betecknad 3. Ett lock är betecknat 4. I denna helt tillslutna kapsel finns en helt densifierad kropp 2, som framställts genom kompaktering av metallpulver av härdbart specialstål, företrädesvis snabbstål, eventuellt kvalificerat verktygsstål, som kan härdas till en hårdhet överstigande 60 HRC. Till exempel kan man använda ett snabbstål med följande nominella sammansättning: 1.27 C, 4.2 Cr, 5.0 Mo, 6.4 W, 3.1 V rest väsentligen endast jäm och oundvikliga föroreningar. Pulvret har framställts genom att en smältastråle har fragmenterats till små droppar, som har fått stelna enligt i och för sig känd teknik. De små stålpartiklarna har därefter fyllts i kapseln 1 och packats genom vibrering så tätt som möjligt. Därefter har kapseln förseglats med det ringformade locket 4, varefter luften evakuerats. För densifiering av kapseln med dess innehåll till en helt tät kropp 2 kan olika tekniker tänkas, såsom stegsmidning eller extrudering, tekniker som emellertid är opraktiska i detta sammanhang. I stället används företrädesvis följande, i och för sig kända teknik. Denna teknik består i korthet av att den pulverfyllda kapseln 1 kallkompakteras för att öka kontaktytorna mellan pulver- partiklama. Detta kan ske t.ex. vid ett tryck överstigande 2000 bar, företrädesvis överstigande 3000 bar. Därefter placeras kapseln i en ugn och värms till en temperatur överstigande 900°C, företrädesvis överstigande 1000°C och lämpligen överstigande l100°C och hålls vid denna temperatur så länge att hela pulverkroppen i kapseln genomvänns. Därefter kompakteras den vännda kapseln med sitt innehåll vid så högt tryck att pulverkroppen kompakteras till fiallständig täthet. Detta utförs enligt den föredragna tekniken genom vannisostatisk kompaktering vid ett tryck överstigande 900 bar, t.ex. vid 1000 bar.

Den sålunda kompakterade kapseln 1 härdas genom uppvärmning i en ugn 5 till en temperatur över stålets austenitiseringstemperatur, hålls vid denna temperatur under så lång tid att hela kroppen 2 genomvänns, varefter kapseln 1 med innehåll avkyls så att kroppen 1 tar härdning, varefter den anlöps. Vid ovan nämnda typ av snabbstål är en lämplig austenitiseringstemperatur 1050-1 180°C. Släckningen av kroppen kan ske i varmbad vid ca 550° eller i luft eller olja. Anlöpningen utförs lämpligen vid en temperatur mellan 550 och 600°C. Genom denna behandling erhålls en hårdhet som gott och väl överstiger 60 HRC och typiskt även överstiger 65 HRC.

Genom någon av närrmda, i och för sig kända tekniker, och företrädesvis genom den ovan närmare beskrivna metoden, erhålls sålunda ett rörformat; helt tätt, härdat och anlöpt ämne 7, som har kvar sin plåtklädnad både utvändigt och invändigt och som har en hårdhet överstigande 60 HRC. Ämnet 7 placeras i en fixtur, steg C, i detta fall en svarv, och roteras omkring en central rotationsaxel 8 med en hastighet av minst 1000 10 20 25 30 35 3 504 475 r/rnin, företrädesvis minst 1500 r/min, samtidigt som en eller flera, skärande vattenstrålar 9, 10, som innehåller slipmedel, t, ex. sand, riktas mot ämnet 7 i plan vinkelräta mot rotationsaxeln 8. Företrädesvis riktas strålama 9, 10 radiellt mot rotationsaxeln 8.

Vattenstrålama 9, 10 har mycket hög hastighet och genereras ur munstycken 12, 13 vid ett tryck överstigande 3000 bar. Exempelvis har med framgång använts en utrustning som marknadsförs i Skandinavien av Kimtech AB, Järfälla och som marknadsförs under namnet Cash-Flow. Vidare finns en huv anordnad, icke visad, som omger den del av arbetsstycket som håller på att skäras för att undvika att sand och vatten stänker omkring.

Under inverkan av höghastighetsvattenstrålama 9, 10, som även på känt sätt innehåller sand eller annat slipmedel, bildas ca 1 mm tjocka snitt 14 i radialplan till rotationsaxeln 8.

Under denna skäroperation roteras ämnet 7 hela tiden med nämnda rotationshastighet.

Skämingen med vattenstrålen/vattenstrålama fortsätter till dess man nått nästan, men inte helt fram till den inre kapselväggen 3. Denna operation tar 20-25 min, då det kompak- terade stålämnet utgörs av snabbstål med ovan nämnda sammansättning och ämnet 7 har en yttre diameter D = 200 mm och en inre diameter d = 125 mm.

När ett spår 14, eller eventuellt två spår 14 samtidigt framställts, flyttas munstycket/ munstyckena 12, 13 ett stycke utmed kapselns 7 längd, varefter proceduren upprepas. På detta sätt bildas spår/snitt 14 på avstånd från varandra utmed kapselns 7 längd svarande mot önskad tjocklek på det färdiga ringformade ämnet. Avståndet mellan snitten 14 bör av praktiska skäl uppgå till minst 15 mm, men är normalt väsentligt större. Vid tillverkning av ämnen som är tunnare än 15 mm, flyttas därför efier hand strålarna så att ämnena får önskad tjocklek, som kan vara ända ned till lmm. Någon övre gräns for de uppsnittade ämnenas tjocklek, dvs tjockleken mellan de plana sidoma, finns egentligen ej.

På detta sätt fortsätter man att snitta upp ett stycke, eller eventuellt hela ämnet, utan att helt kapa det på detta stadium.

I nästa steg, steg D, gör man ett ringfonnat snitt från det partiellt uppsnittade ämnet 7 mot utsidan på den första, delvis uppsnittade segmentet 16. Även i detta fall används en vattenstråle 17, som med hög hastighet sprutas ut ur ett munstycke 18, som är monterat på en hållare 19, som sakta roteras omkring en rotationsaxel 20,' som är koaxiell med ämnets 7 centrum .Vattenstrålen 17 är riktad parallellt med rotationsaxeln 20 nära ämnets 7 inre yta. Mer bestämt är strålen 17 riktad så att det ringfonnade spår som bildas av vattenstrålen 17 träflär det första snittet 14. Hållaren 19 med munstycket 18 roteras 504 475 4 10 förhållandevis långsamt, så att redan efter ett enda varv, ett antal ringformade segment 16 har lossats. Därefier fortsätter proceduren, så att segment efter segment, eller grupper av segement, lösgöres och kan avlägsnas.

I nästa steg, steg E, slipas det lossade segmentet, som bildar ett råämne 22 till den ring 23, Fig. 2 som skall framställas. Råämnet 22 planslipas på båda sidor genom så kallad dubbelsidig planslipning enligt i och för sig känd teknik, såsom illustreras i figuren.

Därefter finsvarvas hålet 24, steg F, båda sidorna poleras, steg G, och slutligen skärps den yttre kanten, steg H.

Det skall nämnas att uppfinningen kan modifieras inom ramen För de efterföljande patentkraven. Sålunda är det i och för sig möjligt att kapa det rörförmade ämnet rakt av, dvs helt igenom rörväggen fram till det inre hålrummet.

Claims (2)

10 15 20 5 504 475 PATENTKRAV

1. l. Metod att tillverka plana, ringforrnade produkter av stål med en hårdhet överstigande 60HRC,kännetecknad av att man satsar ett pulver av snabbstål i en rörformad kapsel (l), som tillsluts, värms och utsätts for kompaktering till fiillständig densifiering av innehållet i kapseln till erhållande av ett helt tätt, fortfarande inkapslat, rörfonnat ämne, att ämnet härdas och anlöps till en hårdhet överstigande 60 HRC, att det rörformade, härdade ämnet roteras omkring en central rotationsaxel med en rotationshastighet av åtminstone S00 r/min, samtidigt som åtminstone en hög- trycksvattenstråle riktas mot det roterande ämnet i ett mot rotationsaxeln vinkelrätt radialplan, så att ett spår bildas i nämnda radialplan, vilket sträcker sig från ämnets yttre periferi fram till åtminstone i det närmaste ämnets inre hålrum, att uppkapning till separata, härdade ringformade ämnen fullbordas, och att det ringformade ämnet planslipas och kantslipas eller svarvas utvändigt och invändigt.

2. Metod enligt krav 1, kä n n e t e c k n a d av att man med hjälp av nämnda högtrycksvattenstråle bildar ett spår i nämnda radialplan, vilket sträcker sig från ämnets yttre periferi fram till ett stycke från ämnets inre hålrum, och att uppkapning till separat, härdbart, ringformat ämne fiillbordas genom att en högtrycksvattenstråle riktas väsentligen axiellt mot ämnets ände ett stycke från och runt ämnets inre hålrum, och att man sålunda formar ett ringforrnat spår som när fram till det radiellt formade spåret, varigenom det ringfonnade ämnet frigöres.