SE533916C2

SE533916C2 - Form för formsprutning av för skärverktyg avsedda skär som har en luftspalt med kontrollerad bredd och en metod för att framställa sådana skär

Info

Publication number: SE533916C2
Application number: SE0801071A
Authority: SE
Inventors: Johnny Bruhn; Mikael Groenquist
Original assignee: Seco Tools Ab
Priority date: 2008-05-13
Filing date: 2008-05-13
Publication date: 2011-03-01
Also published as: DE112009001138T5; US20110189046A1; WO2009139700A1; CN102026751B; CN102026751A; SE0801071L

Description

533 SHB 2 storlek mellan verktygskomponenter, vilket sålunda gör det mycket svårt att undvika skäggbildnlng och/eller rundade eggar. Det är i typiska fall nödvändigt att utföra slipoperationer på för skärverktyg avsedda skär som är utformade på detta sätt för att erhålla en egg som liknar en egg som kan erhållas via ett konventionellt pulverkompakteringsförfarande.

Det är önskvärt att förse för skärverktyg avsedda formsprutade skär som är utformade medelst MlM med vassa eggar medan frambringande av överﬂödigt skägg eller rundade eggar undviks. Det är även önskvärt att anvisa en form och en metod för produktion av sådana för skärverktyg avsedda skär.

I enlighet med en aspekt av föreliggande uppﬁnning anvisas en form för att framställa ett för skärverktyg avsett skär medelst MIM, varvid det för skärverktyg avsedda skäret har en egg som är definierad av två varandra skärande ytor. Formen innefattar en första yta, en andra yta som skärs av den första ytan för att definiera en egg, och en luftspalt mellan den första ytan och den andra ytan vid eggen, varvid bredden av luftspalten varierar på ett kontrollerat sätt utmed dess längd.

I enlighet med en annan aspekt av föreliggande uppﬁnning anvisas en metod för att framställa ett för skänrerktyg avsett skär i en form, varvid det för skärverktyg avsedda skäret har en egg som är deﬁnierad av två varandra skärande ytor. Enligt metoden trycks material för att utforma det för skärverktyg avsedda skäret in i en formhålighet som har en första yta och en andra yta, varvid den första ytan och den andra ytan deﬁnierar en egg. Luft avlägsnas från forrnhåligheten igenom en luftspalt mellan den första ytan och den andra ytan vid eggen, varvid bredden av luftspalten varierar på ett kontrollerat sätt utmed dess längd.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGA_RNA Fig. 1 visar en metallforrnsprutningsmaskin med en form.

Fig. 2 är en tvärsnittsvy från sidan av en form enligt en aspekt av föreliggande uppﬁnning.

Fig. 3 är en vy ovanifrån av en exempelform tagen vid delningen mellan formkomponenter 10 och 11.

Fig. 4 är en perspektiwy av ett för skärverktyg avsett skär av den typ som framställs med en form enligt en aspekt av föreliggande uppﬁnning. 20 25 30 533 SHB 3 Fig. 5 är en perspektiwy av ett parti av en form enligt en aspekt av föreliggande uppfinning, vilken visar en luftspalt som varierar i bredd utmed dess längd.

Fig. 6 är en tvärsnittsvy från sidan av en form enligt en annan aspekt av föreliggande uppﬂnning.

DETﬂlERAD BESKRIVNING l Fig. 1 visas en schematisk presentation av en formsprutningsmaskin och en form 21. Materialet 25 sprutas in i en eller flera forrnhåligheter 41. Formen 21 bildas genom att stänga formkomponenter 10, 11 och 12 som sålunda deﬁnierar forrnhåligheten 41.

En form 21 för att framställa ett för skärverktyg avsett skär 23 (Fig. 4) av ett material 25 som ska formas ses i Fig. 1 och 2 i närmare detalj. Såsom framgår av Fig. 4 har det för skärverktyget avsedda skäret 23 en egg 27 som är deﬁnierad av två varandra skärande ytor 29 och 31. Formen 21 innefattar en första yta 33 och en andra yta 35 som skärs av den första ytan för att deﬁniera en egg 37.

En luftspalt 39 är anordnad mellan den första ytan 33 och den andra ytan 35 vid eggen 37.

Såsom framgår av Fig. 2 strömmar, under insprutning av material 25 som ska fonnas, luft framför ﬂödesfronten 43 av materialet ut ur formhåligheten 41 igenom luftspalten och strömmar ut till en luftkanal 45 utanför formhåligheten.

Bredden av luftspalten 39 varierar i bredd på ett kontrollerat sätt utmed dess längd. Den minimala bredden av luftspalten 39 är 0-5 pm, och den maximala bredden av luftspalten är upp till 20 um. Bredden av luftspalten 39 kommer i typiska fall att variera som en funktion av faktorer som påverkar förmågan hos materialet 25 som ska formas att ﬂyta för att fylla utrymmet nära eggen 37. l en formsprutningsoperation såsom visas i Fig. 1, 2 och 3 varieras till exempel bredden av luftspalten 39 som en funktion av avståndet från ett direktintag 47. Fig. 5 visar en egg 37 som är deﬁnierad av två varandra skärande ytor 33 och 35 med en luftspalt 39 vid eggen. Bredden av luftspalten 39 varierar utmed dess längd från en största bredd W1 vid en punkt 48 för att bilda en nos på ett för skärverktyg avsett skär till en mindre bredd W2 vid en punkt ﬁärmad från nosen, men närmare direktintaget 47. 20 30 533 918 4 Bredden av luftspalten 39 kommer i typiska fall att variera som en funktion av trycket vid eggen 37. Då till exempel flödesfronten 43 är längre från direktintaget 47 reduceras vanligen trycket vid ﬂödesfronten och det blir allt svårare att pressa ut luft ur formhåligheten igenom en luftspalt med samma bredd som vid en punkt närmare direktintaget 47 och en större luftspalt underlättar utströmning av luft.

Bredden av luftspalten 39 varieras som en funktion av egenskaperna hos materialet 25 som ska formas. Då till exempel materialet 25 är längre från direktintaget 47 tenderar dess temperatur vara lägre och det har även en benägenhet att vara mer visköst. Vid ställen där temperaturen av materialet är lägre och/eller det är mer visköst är det fördelaktigt att luftspalten är större än när temperaturen av materialet är högre och det är mindre visköst.

Formen 21 anses vara särskilt fördelaktig för att utforma för skärverktyg avsedda skär 23 iform av skär med skäreggar 27 såsom framgår av Fig. 4. Sådana skär utformas i typiska fall genom att forma ett skär av organiska bindemedel blandade med hårdmetallpulver, och därefter sintra för att bilda den slutliga produkten. Pulver- och bindemedelsblandningen förs in i formhåligheten 41, ien forrnsprutningsprocess såsom framgår av F ig. 1 och 2, igenom ett direktintag 47 efter att forrnkomponenterna 10, 11 och 12 har stängts i förhållande till varandra för att bilda formhåligheten. Även om luftspalten 39 vid eggen, vilken används för att utforma en skäregg hos ett skär, är särskilt fördelaktig för att utforma en skäregg som kräver föga eller ingen efterföljande bearbetning efter sintring, såsom framgår av Fig. 6, kan en luftspalt 49 även vara anordnad vid en delningslinje 51 som åtminstone delvis är deﬁnierad av en sprint 53 hos formen. På samma sätt är en luftspalt 55 bildad vid ett hörn 57 som åtminstone delvis är deﬁnierad av en kärna 59 hos formen. En luftspalt är anordnad vid vilken som helst plats i en formhålighet vid vilken det kan vara önskvärt att evakuera luft för att underlätta bildning av en karakteristisk detalj på det för skärverktyg avsedda skäret som ska formas. Bredden av sådana luftspalter varieras för att underlätta evakuering av luft. Även om luftspalten 39 kan ha en mängd lämpliga former, visar Fig. 2 en form som för närvarande anses vara särskilt fördelaktig. Luftkanalen 45 är väsentligen helt utformad i en första formkomponent 10, och en andra formkomponent 11 är utformad med en grund urtagning 65. För närvarande antas det vara enklast att variera djupet av den grunda urtagningen 65 för att variera 20 25 30 533 H18 S bredden av luftspalten. Till exempel kan den grunda urtagningen 65 ha ett djup av 0- 5 pm vid ett grundaste djup, och ett djup av upp till 20 pm vid ett största djup.

En aspekt av föreliggande uppﬁnning hänför sig även till en metod för att framställa ett för skärverktyg avsett skär 23 i en forrn 21. Det för skärverktyget avsedda skäret 23 har en egg 27 som är definierad av två varandra skärande ytor 29 och 31. Enligt metoden trycks material 25 för att bilda det för skärverktyget avsedda skäret 23 in i en formhålighet 41 som har en första yta 33 och en andra yta 35. Den första ytan 33 och den andra ytan 35 deﬁnierar en egg 37. Luft strömmar ut från formhåligheten 41 igenom en luftspalt 39 mellan den första ytan 33 och den andra ytan 35 vid eggen 37. Storleken av luftspalten 39 varierar i bredd på ett kontrollerat sätt. l en formsprutningsoperation sprutas material 25 som ska fonnas in i formhåligheten 41 igenom ett direktintag 47. Bredden av luftspalten 39 varieras som en funktion av avståndet från direktintaget 47. Bredden av luftspalten 39 optimeras genom att simulera formfyllning så att bredden av luftspalten beror på faktorer så som avståndet från direktintaget 47 och trycket som verkar på materialet utmed luftspalten, för att därigenom optimera avlägsnande av luft men undvika bildning av skägg vid eggen. Genom att använda denna metod är det därmed möjligt att producera för skärverktyg avsedda skär genom att använda pulverformsprutning till nettofonn, vilket inte kräver i stort sett någon slipning för att skapa en användbar skäregg på det för skän/erktyg avsedda skäret.

Genom att använda simulering av formfyllning för formsprutningsprocessen är det möjligt att beräkna den tid som och det tryck med vilket materialet 25 verkar på luftspalten, och även vid vilken temperatur det gör så. Nära direktintaget 47 är materialet 25 i typiska fall varmare, och har lägre viskositet, och verkar på luftspalten i 39 en längre tid, under insprutning av material 25, och för att undvika skäggbildning bör luftspalten 39 vara liten, 0-5 pm. Ju längre bort från direktintaget 47 materialet 25 flödar desto mer reduceras temperaturen, vilket ökar viskositeten, och trycket som verkar på luftspalten 39 faller. Detta, i kombination med ökande mängder av innesluten luft, gör det fördelaktigt att öka luftspalten 39 i bredd, upp till 20 pm, tills den når en maximal bredd vid de sista ställena vid vilka formhåligheten 41 fylls. Även andra luftinneslutningsställen kan identiﬁeras, t ex sprintar 53 och kärnor 59, och luftspalten kan modiﬁeras i enlighet dänned. 533 915 6 Nyckelfaktorer för framgångsrik luftspaltsmodifiering är kännedom om karakteristiska egenskaper hos det formade materialet 25, verktygsdesignen och formfyllningssimuleringsprocessen. Luftspaltsmodiﬁering är nyckeln till att kunna producera nettoformiga formsprutade produkter som har liknande eggegenskaper efter sintring som de som produceras genom pulverkompakteringsprocessen av standardtyp.

Föreliggande uppﬁnning har beskrivits med avseende på för skärverktyg avsedda skär. Det är självklart att den även kan tillämpas på andra produkter där en vass, väldeﬁnierad egg är av betydelse för egenskaperna hos produkten.

Claims

20 30 533 H15 PATENTKRAV

1. Form (21) för att medelst metallformsprutning framställa ett för skärverktyg avsett skär (23) av ett material (25) som ska formas, varvid det för skärverktyg avsedda skäret har en egg (27) som är definierad av två varandra skärande ytor (29 och 31), varvid formen innefattar: en första yta (33), en andra yta (35) som skärs av den första ytan för att definiera en egg (37), och en luftspalt (39) mellan den första ytan (33) och den andra ytan (35) vid eggen (37), kännetecknad av att bredden av luftspalten (39) varierar pà ett kontrollerat sätt utmed dess längd.

2. Form enligt krav 1, kännetecknad av att en minimal bredd av luftspalten (39) är 0-5 pm.

3. Form enligt krav 2, kännetecknad av att en maximal bredd av luftspalten (39) är upp till 20 pm.

4. Form enligt krav 1, kännetecknad av att en maximal bredd av luftspalten (39) är upp till 20 pm.

5. Form enligt krav 1 innefattande ett direktintag (47), känneteoknad av att bredden av luftspalten (39) varierar som en funktion av avståndet fràn direktintaget.

6. Form enligt krav 1, kännetecknad av att bredden av luftspalten (39) varierar som en funktion av trycket vid eggen.

7. Form enligt krav 1, kännetecknad av att bredden av luftspalten (39) varierar som en funktion av karakteristiska egenskaper hos materialet (25) som ska formas. 533 H15 8

8. Form enligt krav 1, kännetecknar! av att bredden av luftspalten (39) varierar som en funktion av temperaturen av materialet som ska formas.

9. Metod för att framställa ett för skärverktyg avsett skär (23) medelst metallformsprutning i en form (21), varvid det för skärverktyg avsedda skäret har en egg (27) som är definierad av två varandra skärande ytor (29 och 31), innefattande: att spruta in material (25) för att bilda det för skärverktyget avsedda skäret (23) i en formhàlighet (41) som har en första yta (33 och en andra yta (35), varvid den första ytan (33) och den andra ytan (35) definierar en egg (37), och luft som strömmar ut från formhàligheten (41) igenom en luftspalt (39) mellan den första ytan (33) och den andra ytan (35) vid eggen (37), kännetecknad av att bredden av luftspalten (39) varierar utmed dess längd som en funktion av en faktor för formsprutningsoperationen.

10. Metod enligt krav 9, innefattande att spruta in material (25) som ska formas i formhåligheten (41) igenom ett direktintag (47), kännetecknad av att bredden av luftspalten (39) varierar som en funktion av avståndet fràn direktintaget.