WO1980000803A1 - Casings and pressed pieces utilized for the extrusion of articles,in particular pipes,and method for producing such casings and pressed pieces - Google Patents

Casings and pressed pieces utilized for the extrusion of articles,in particular pipes,and method for producing such casings and pressed pieces Download PDF

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compact
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PCT/EP1979/000083
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Christer Aslund
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Hans Eriksson
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Graenges Nyby Ab
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    • B22F3/20—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding

Definitions

  • the metallic capsules which are filled with the steel powder, can be evacuated before closing and / or with a gas, in particular an inert gas, e.g. Argo fill.
  • a gas in particular an inert gas, e.g. Argo fill.
  • lid 10 and bottom 20 can be omitted.
  • the insert according to FIG. 3 can be used in an analogous manner
  • the outer casing 102 in the area indicated at 150 essentially has a constant outer diameter. It has proven to be particularly advantageous to connect to the cylindrical sections 156, 166 towards the center of the capsule a region 157 or 167 with an outwardly concave cross-sectional profile and an intermediate region 158 or 168 in the shape of a truncated cone and this region 159, 169 to follow, which has an outwardly convex cross-sectional profile and merges into the cylindrical, axially parallel central region 150.

Abstract

A casing for isostatically pressed pieces, which are intended for the extrusion of metal articles, in particular stainless steel metal pipes. The outer and inner envelopes (302, 304) of the casing (301) are comprised of a thin metal sheet: the outer envelope (302) at least has, along the periphery thereof, resistance characteristic substantially uniform in the axial direction and it consists of, in particular, a spiral welded pipe and is provided, preferably, with a bulge directed outwardly, opposed to the narrowing. It is provided, at least at the front part of the casing an intermediary piece which is made of one or several parts; this piece is obtained from ductile material or from a material obtained by compression of a powder. It is also provided a method for producing such casings and pressed pieces and a method for the extrusion of pipes as well as pipes obtained by such method.

Description

Kapseln und Preßlinge zum Extrudieren von Gegenständen, insb. Rohren, und Verfahren zum Herstellen der Kapseln und PreßlingeCapsules and compacts for extruding objects, especially pipes, and method for producing the capsules and compacts
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Weiterbildung des Verfahrens zum Herstellen von rostfreien Rohren gemäß der ' DE-AS 24 19 014 (deutsche Auslegeschrift Nr. 24 19 014). Die DE-AS 24 19 014 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von Rohren aus rostfreiem Stahl, die gleichmäßiges Gefüge sowie gleichmäßig physikalische und chemische Eigenschaften und eine gute Weiterverarbeitbar- keit aufweisen, wobei Pulver aus solchem Stahl in metallische Kapseln gefüllt und die verschlossenen Kapseln mittels allsei¬ tig wirkendem Druck komprimiert werden und der so erhaltene Preßling zu Rohren stranggepreßt wird, und wobei durch Zer¬ stäuben von Schmelze in Inertgas hergestelltes Stahlpulver aus überwiegend sphärischen Teilchen verwendet wird, dünnwandige Kapseln aus einem duktilen Metall verwendet werden, deren Wand- dicke maximal etwa 5 % des Außendurchmessers der Kapsel be¬ trägt, die Dichte des in die Kapsel eingefüllten Stahlpulvers durch Vibration und/oder Ultraschall auf etwa 60 bis 70 % der theoretischen Dichte erhöht wird und die Dichte des Stahlpulve durch isostatisches Kaltpressen der Kapsel mittels eines Druck von mindestens 1500 bar auf mindestens 80 % , vorzugsweise 80 % bis 93 % der theoretischen Dichte erhöht wird, der Pre߬ ling erwärmt und anschließend heiß, vorzugsweise bei Tempera¬ turen von mindestens etwa 1200 C zu dem gewünschten Halbzeug stranggepreßt wird.The present invention relates to a further development of the method for the production of rustproof pipes according to the 'DE-AS 24 19 014 (German specification No. 24 19 014). DE-AS 24 19 014 describes a process for the manufacture of stainless steel tubes which have a uniform structure, physical and chemical properties and good processability, powder from such steel being filled into metallic capsules and the sealed capsules by means of all ¬ active pressure are compressed and the compact thus obtained is extruded into tubes, and wherein steel powder made of predominantly spherical particles is used by atomizing melt in inert gas, thin-walled capsules made of a ductile metal are used, the wall of which The maximum thickness is about 5% of the outer diameter of the capsule, the density of the steel powder filled into the capsule is increased to about 60 to 70% of the theoretical density by vibration and / or ultrasound, and the density of the steel powder is cold isostatic pressing of the capsule by means of a Pressure is increased from at least 1500 bar to at least 80%, preferably 80% to 93% of the theoretical density, the compact is heated and then extruded hot, preferably at temperatures of at least about 1200 C, to give the desired semi-finished product.
Nach der DE-AS 24 19 014 kann man die metallischen Kapseln, di mit dem Stahlpulver gefüllt sind, vor dem Verschließen evakuiere und/oder mit einem Gas, insbesondere einem Inertgas, z.B. Argo fülle .According to DE-AS 24 19 014, the metallic capsules, which are filled with the steel powder, can be evacuated before closing and / or with a gas, in particular an inert gas, e.g. Argo fill.
Nach der DE-AS 24 19 014 werden vorzugsweise metallische Kapseln verwendet, deren Wanddicke weniger, als 3 % , insbeson¬ dere weniger als 1 % des Außendurchmessers der Kapsel beträgt und insbesondere metallische Kapseln verwendet, deren Wanddick zwischen etwa 0,1 bis 5 mm, vorzugsweise zwischen etwa 0,2 und 3 mm liegt.According to DE-AS 24 19 014, metallic capsules are preferably used, the wall thickness of which is less than 3%, in particular less than 1%, of the outer diameter of the capsule and in particular metallic capsules are used, the wall thickness of which is between about 0.1 to 5 mm , preferably between about 0.2 and 3 mm.
Nach der DE-AS 24 19 014 sind auch Verbundrohre her¬ stellbar, wobei man dünnwandige metallische Kapseln verwendet, die durch eine oder mehrere konzentrische Scheidewände in zwei oder mehr Bereiche getrennt sind und man die überwiegend sphärischen Pulverteilchen der verschiedenen Stahlqualitäten in jeweils einen dieser 3ereiche unter gleichzeitigem Vibrieren Einfüllt, danach die Scheidewände entfernt und die Kapseln ver¬ schließt, -worauf das isostatische Kaltpressen und das Strang¬ pressen bei erhöhter Temperatur erfolgt«, Beim Strangpressen der Preßlinge zu Rohren wird normalerweise Glas als Schmier¬ mittel verwendet. Da große Ansprüche an das Schmiermittel beim Extrudieren, insbes. von rostfreien Stahlqualitäten, bei höheren Temperaturen gestellt werden, ist es notwendig, eine im wesentlichen plane Stirnfläche des Preßlings zu haben, damit das in Form eines Glasrondells auf die Stirnfläche des Preßlings gegebene Schmier¬ mittel wirklich ausgenutzt wird.According to DE-AS 24 19 014, composite pipes can also be produced, using thin-walled metallic capsules which are divided into two by one or more concentric partitions or more areas are separated and the predominantly spherical powder particles of the different steel qualities are poured into one of these three areas with simultaneous vibration, then the partitions are removed and the capsules are closed, - after which the cold isostatic pressing and the extrusion take place at elevated temperature « Glass is normally used as a lubricant when extruding the compacts into tubes. Since great demands are placed on the lubricant during extrusion, in particular of stainless steel qualities, at higher temperatures, it is necessary to have an essentially flat end face of the compact so that the lubricant which is in the form of a glass rondelle is placed on the end face of the compact is really being exploited.
Es hat sich nun gezeigt, daß man bei der Extrudierung Oberflächen¬ fehler erhielt, und zwar im vorderen Teil des extrudierten Produk¬ tes, was seinen Grund darin hatte, daß man beim Obergang zwischen Deckel und Mantel eine kräftige Störung des Fließverlaufs erhielt, was auf die störende Wirkung der Schweißung zurückzuführen war. Dies verursachte eine bedeutende Ausbeuteeinbuße am fertigen Produkt.It has now been shown that surface defects were obtained during the extrusion, specifically in the front part of the extruded product, which was due to the fact that a strong disturbance of the flow course was obtained during the transition between the cover and the jacket, which is due to the disruptive effect of the weld was due. This caused a significant loss in yield on the finished product.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Ausbeute zu erhöhen, d.h. den prozentuellen Anteil an fehlerhaften extru¬ dierten Produkten zu verringern und die Qualität und Maßgenauig¬ keit der extrudierten Produkte zu erhöhen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest der Außenmantel der Kapsel mit einer der Schrumpfung beim isostatischen Pressen entgegen- und nach außen gerichteten . Ausbauchung versehen ist, die so bemessen ist, daß sie durch die Schrumpfung im wesentlichen wieder beseitigt wird.The object of the present invention is to increase the yield, ie to reduce the percentage of defective extruded products and to increase the quality and dimensional accuracy of the extruded products. This object is achieved in that at least the outer shell of the capsule with a shrinkage in the isostatic pressing and directed outwards. Bulge is provided, which is dimensioned so that it is essentially eliminated by the shrinkage.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der Kapsel bietet den Vor¬ teil, daß der Preßling nach dem kaltisostatischen Pressen der Kapsel keine "Sanduhrform" mit eingeschnürtem mittleren Bereich zeigt. Diese sogenannte "Sanduhrform" entsteht vielfach dadurch, daß die Enden der Kapsel, die mittels Deckel oder dergl. verschlossen sind, eine geringere Schrum¬ pfung bei einer kaltisostatischen Pressung zeigen als der mittlere Bereich der Kapsel. Da für den Extrudiervorgang ein Preßling erforderlich ist, dessen Außenmantel möglichst ge¬ nau zylinderför ig ausgebildet ist, ist es notwendig, bei einer "Sanduhrform" des Preßlings die Enden zu trimmen, was eine sehr teure Bearbeitung darstellt, wobei die Gefahr be¬ steht, daß Risse auftreten. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Kapsel bietet den Vorteil, daß eine Bearbeitung bzw. ein Trimmen des Preßlings zur Erzielung einer zylindrischen Form entfällt. Darüberhinaus ermöglicht es die Erfindung, Preßlinge her¬ zustellen, deren Durchmesser sehr genau den gewünschten Durch¬ messerabmessungen entsprechen. Erfindungsgemäß können Genauig¬ keiten von + 0,2 %, insbesondere + 0,1 % erreicht werden. Dabei können die Durchmesserabmessungen des Preßlings ab¬ solut + 0,2 mm, insbesondere + 0,1 mm genau hergestellt werden. Vorzugsweise werden bei der erfindungsgemäßen Kapsel der Außenmantel und/oder der Innenmantel im Bereich der Kapsel¬ enden als im wesentlichen zylindrische Abschnitte hergestellt, deren Durchmesserabmessungen genau denjenigen des gewünschten Preßlings entsprechen und die stetig in einen ausgebauchten mittleren Kapselbereich übergehen.The embodiment of the capsule according to the invention has the advantage that the compact does not show an "hourglass shape" with a constricted central area after the capsule has been cold-isostatically pressed. This so-called "hourglass shape" often arises from the fact that the ends of the capsule, which are closed by means of a lid or the like, show less shrinkage when subjected to cold isostatic pressing than the central region of the capsule. Since a compact is required for the extrusion process, the outer jacket of which is formed as precisely as possible in a cylindrical manner, it is necessary to trim the ends of an "hourglass shape" of the compact, which is a very expensive machining operation, with the risk that that cracks appear. The design of the capsule according to the invention has the advantage that there is no processing or trimming of the compact to achieve a cylindrical shape. In addition, the invention makes it possible to produce compacts whose diameters correspond very precisely to the desired diameter dimensions. Accuracies of + 0.2%, in particular + 0.1%, can be achieved according to the invention. The diameter dimensions of the compact can be produced with absolute accuracy of + 0.2 mm, in particular + 0.1 mm. In the capsule according to the invention, the outer shell and / or the inner shell are preferably produced in the region of the capsule ends as essentially cylindrical sections, the diameter dimensions of which correspond exactly to those of the desired compact and which continuously merge into a bulged central capsule region.
Vorteilhafterweise wird die Formgebung des Außen- und/oder Innenmantels der Kapsel erfindungsgemäß so gestaltet, daß die* Aubauchung von jedem der zylindrischen Abschnitte an den Kapselenden aus in axialer Richtung, jeweils zur Kapselmitte hin gesehen, zunächst in einem nach außen ein konkaves Quer¬ schnittsprofil aufweisenden Bereich allmählich und. stetig zu¬ nimmt, wobei die Neigung des Außen- und/oder Innenmantels gegen die Kapselachse ebenfalls allmählich und stetig zunimmt, dann folgt vorzugsweise ein konischer Zwischenbereich, in dem die Neigung des Außen- und/oder Innenmantels im wesentlichen etwa kon¬ stant bleibt, wobei sich an diesen konischen Zwischenbereich ein Bereich anschließt, in dem der Außen- und/oder Innenman¬ tel nach außen ein konvexes Querschnittsprofil aufweist und allmählich und stetig in einen achsparallelen Mittelabschnitt übergeht, der vorzugsweise im wesentlichen einen konstanten Durchmesser aufweist.Advantageously, the shape of the outer and / or inner shell of the capsule is designed according to the invention in such a way that the bulging from each of the cylindrical sections at the capsule ends in the axial direction, as seen in each case towards the center of the capsule, initially in a concave cross-sectional profile gradual area and. increases steadily, the inclination of the outer and / or inner casing against the capsule axis also gradually and steadily increasing, followed preferably by a conical intermediate region in which the inclination of the outer and / or inner casing remains substantially constant, a region adjoining this conical intermediate region in which the outer and / or inner jacket has a convex cross-sectional profile to the outside and gradually and continuously merges into an axially parallel central section which preferably has essentially a constant diameter.
Eine Verbesserung der Maßgenauigkeit des Preßlings und eine Verminderung der Ausschussquote kann erfindungsgemäß auch dadurch erzielt werden, daß an der vorderen und/oder hin¬ teren Stirnseite der Kapsel ein platten-, kegel-, halbkugel- oder trichterförmiger Einsatz aus Vollmaterial angeordnet wird. Durch das Vorsehen derartiger Einsätze werden die Flie߬ eigenschaften beim Extrudieren des Preßlings wesentlich ver¬ bessert und die Ausbeute an rostfreiem Material erhöht, da die Einsätze, die vorzugsweise aus elektrisch leitendem Me¬ tall, insbesondere Weicheisen bzw. einem kohlenstoffarmen weichen 'Stahl bestehen, die Enden der extrudierten Rohre bilden, die ohnehin abgeschnitten werden müssen. Ferner wird durch die vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Metall bestehen¬ den Einsätze im Bereich der vorderen und/oder hinteren Stirn¬ fläche der Kapsel die Erwärmung des Preßlings vor dem Extru¬ dieren mittels induktiver Wärme wesentlich erleichtert, da . die metallischen Einsätze sich leicht induktiv aufheizen las¬ sen und ihre Wärme an die übrigen Teile des Preßlings, ins¬ besondere an den mit Pulver gefüllten Innenraum abgeben und damit zur schnellen Aufheizung des gesamten Preßlings bei¬ tragen.According to the invention, an improvement in the dimensional accuracy of the compact and a reduction in the reject rate can also be achieved can be achieved in that a plate, cone, hemisphere or funnel-shaped insert made of solid material is arranged on the front and / or rear face of the capsule. By the provision of such inserts which are Flie߬ properties during extrusion of the pellet significantly improves ver¬ and increases the yield of stainless material, since the inserts are preferably made of electrically conductive tall Me¬ particular soft iron or low carbon soft "steel, form the ends of the extruded tubes that must be cut off anyway. Furthermore, the inserts in the region of the front and / or rear end face of the capsule, which are preferably made of an electrically conductive metal, make heating of the compact before extrusion by means of inductive heat considerably easier, since. the metallic inserts can be easily heated inductively and give off their heat to the other parts of the compact, in particular to the powder-filled interior and thus contribute to the rapid heating of the entire compact.
Als besonders vorteilhaft hat sich die Kombination der vor¬ genannten Einsätze im Bereich der vorderen und/oder hinteren Stirnfläche der Kapsel und die Ausbildung des Außen- und/oder Innenmantels der Kapsel mit einer der Schrumpfung beim iso¬ statischen Pressen entgegen- und nach außen gerichteten Aus¬ bauchung erwiesen, die so bemessen ist, daß sie durch die SchrumpfungThe combination of the above-mentioned inserts in the region of the front and / or rear end face of the capsule and the formation of the outer and / or inner shell of the capsule with a contraction that is directed toward and outwards from the shrinkage during isostatic pressing has proven particularly advantageous Bulge proven that is dimensioned so that it shrinks through
OMPI im wesentlichen wieder beseitigt wird. Durch diese Kombination können erfindungsgemäß die Abmessungen des Preßlings noch wesentlich genauer eingehalten werden. Insbesondere ist es möglich, die Abmessungen des Preßlings auf + 0,05 % oder ab¬ solut auf + 0,1 mm oder genauer einzuhalten, was für die feh¬ lerfreie Herstellung von extrudierten Gegenständen, insbeson¬ dere von extrudierten Rohren, von größter Bedeutung ist.OMPI is essentially eliminated again. With this combination, the dimensions of the compact can be maintained much more precisely according to the invention. In particular, it is possible to maintain the dimensions of the compact to + 0.05% or absolutely to + 0.1 mm or more precisely, which is extremely important for the error-free manufacture of extruded objects, in particular of extruded tubes is.
Erfindungsgemäß, können die Einsätze als die Kapsel stirn¬ seitig verschließende Deckel ausgebildet sein, wobei die Einsätze mit dem Kapselaußenmantel und dem Kapselinnenmantel dicht verschweißt werden können. Vorteilhafterweise können zwischen den Einsätzen und dem Innenraum der Kapsel auch Blecheinlagen angeordnet werden, die als Deckel ausgebildet sind und mit dem Außenmantel und dem Innenmantel durch Schweißen dicht verbunden werden.According to the invention, the inserts can be designed as a lid closing the end face of the capsule, wherein the inserts can be welded tightly to the outer shell of the capsule and the inner shell of the capsule. Advantageously, sheet metal inserts can also be arranged between the inserts and the interior of the capsule, which are designed as lids and are tightly connected to the outer jacket and the inner jacket by welding.
Er indungsgemäß können für Kapseln zum Herstellen von Preßlingen zum Extrudieren von Rohren Einsätze für die vordere Stirnseite der Kapsel verwendet werden, die trichter¬ förmig ausgebildet und mit einer zentralen Bohrung versehen sind, wobei der Winkel o zwischen der Wandung der zentralen Bohrung für den Innenmantel der Kapsel und der kegeligen Mantelfläche des trichterförmigen Einsatzes etwa 40° bis 60 , vorzugsweise etwa .40° bis 50° insbes. etwa 45° beträgt. Erfindungsgemäß kann es für die Rohrherstellung vorteil¬ haft sein, daß zumindestens an der vorderen Stirnseite der Kapsel ein mit einer zentralen Bohrung versehener ringförmiger Einsatz vorgesehen wird, der eine im wesent¬ lichen plane Stirnfläche aufweist, und dessen Begrenzungs¬ fläche zwischen der Wandung der zentralen Bohrung und seinem größten Außendurchmesser ein etwa kreisbogenförmiges Querschnittsprofil aufweist, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogenprofils etwa im Bereich der Schnittlinie zwischen der planen Stirnfläche und der zentralen Bohrung liegt.According to the invention, capsules for the production of compacts for the extrusion of tubes can be used for the front face of the capsule, which are funnel-shaped and provided with a central bore, the angle o between the wall of the central bore for the inner jacket of the Capsule and the conical outer surface of the funnel-shaped insert is about 40 ° to 60, preferably about .40 ° to 50 °, in particular about 45 °. According to the invention, it can be advantageous for tube production that at least on the front end face of the capsule an annular insert provided with a central bore is provided, which has an essentially flat end face, and its boundary surface between the wall of the central one Bore and its largest outer diameter has an approximately circular cross-sectional profile, the center of the circular profile lying approximately in the area of the intersection between the flat end face and the central bore.
Eine weitere wesentliche Verbesserung der Kapseln und der daraus hergestellten Preßlinge und der extrudierten Gegenstände, insbesondere der extrudierten Rohre, kann in Kombination mit den vorstehend beschriebenen erfindungs¬ gemäß ausgebildeten Einlagen oder unabhängig von diesen Einlagen nach der Erfindung dadurch erzielt werden, daß zumindest der Mantel der Kapsel über den ganzen Umfang etwa gleiche Festigkeitseigenschaften in axialer Richtung aufweist. Vorzugsweise ist mindestens der Außenmantel der Kapsel nach der Erfindung von einem dünnwandigen, spiral¬ geschweißten oder extrudierten Rohr gebildet. Eine derartige Ausbildung des Außenmantels der Kapsel bietet den Vorteil, daß extrudierte Produkte, insbesondere Rohre, erhalten werden, bei denen die Fehlerquote und damit der Ausschuß merklich verringert sind. Vorzugsweise wird die Steigung der von der Schweißnaht gebildeten Spirale im Verhältnis zur Länge der Kapsel so bemessen, daß die Schweißnaht etwa eine vollständige Windung bildet. Ein mit einer derartigen Schweißnaht vorgesehener Außenmantel weist an jedem Punkt längs seines Umfanges in axialer Richtung nur eine Schweißnaht und in axialer Richtung in etwa gleiche Festigkeitseigen¬ schaften auf. Alternativ kann die Schweißnaht zwei, drei oder mehr vollständige Windungen bilden.A further substantial improvement of the capsules and the compacts produced therefrom and the extruded objects, in particular the extruded tubes, can be achieved in combination with the inserts designed according to the invention or independently of these inserts according to the invention in that at least the jacket of the Capsule has approximately the same strength properties in the axial direction over the entire circumference. At least the outer casing of the capsule according to the invention is preferably formed by a thin-walled, spiral-welded or extruded tube. Such a design of the outer shell of the capsule offers the advantage that extruded products, in particular tubes, are obtained in which the error rate and thus the reject are markedly reduced. The slope of the spiral formed by the weld seam in relation to the length of the capsule is preferably dimensioned such that the weld seam forms approximately a complete turn. An outer jacket provided with such a weld seam has only one weld seam at each point along its circumference in the axial direction and approximately the same strength properties in the axial direction. Alternatively, the weld seam can form two, three or more complete turns.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar bei Kapseln und Preßlingen zum Extrudieren von Gegenständen, insb.von Rohren, Stangen oder ähnlich profilierten, langgestreckten, dichten, metallischen Gegenständen, insbesondere aus rostfreiem Stahl oder hochlegierten Nickelstählen, insbesondere warmfesten Stählen für Wärmetauscher, z.B. hochlegierten Nickelstählen mit 80 % Nickel und 20 % Chrom, wobei in die erfindungsge¬ mäße Kapsel Pulver aus Metall oder Metallegierungen oder Mischungen davon oder Mischungen von Pulvern aus Metallen und/oder Metallegierungen mit keramischen Pulvern gefüllt wird. Als Pulver wird vorzugsweise sphärisches oder zum über¬ wiegenden Teil sphärisches Pulver verwendet, mit einem mittle¬ ren'Durchmesser vorzugsweise unter etwa 1 mm. Erfindungsgemäß wird sphärisches Pulver verwendet, das in einer Schutzgas-, vor-The present invention is applicable to capsules and compacts for extruding objects, in particular pipes, rods or similarly profiled, elongated, dense, metallic objects, in particular made of stainless steel or high-alloyed nickel steels, in particular heat-resistant steels for heat exchangers, e.g. high-alloy nickel steels with 80% nickel and 20% chromium, powders made of metal or metal alloys or mixtures thereof or mixtures of powders made of metals and / or metal alloys being filled with ceramic powders into the capsule according to the invention. Spherical or predominantly spherical powder is preferably used as the powder, with an average diameter preferably below about 1 mm. According to the invention, spherical powder is used which is in a protective gas, pre-
O PI Λ. WIPO « zugsweise Argonatmosphäre, aus dem gewünschten Ausgangsma¬ terial, d.h. dem gewünschten Metall und/oder Metallegierung durch Atomisieren hergestellt worden ist. Dabei werden vor¬ zugsweise Pulverkörner mit einem Durchmesser größer als 1 mm, zumindest zum überwiegenden Teil, abgesiebt, da die Gefahr besteht, daß in Pulverkörnern mit einem Durchmesser größer als 1 mm Argon eingeschlossen ist. Ein derartiger Einschluß von Argon kann beim Atomisieren z.B. durch Turbulenz erfol¬ gen. Ein Argoneinschluß würde beim Extrudieren ungünstige Eigenschaften der extrudierten Gegenstände hervorrufen und zu Einschlußzeilen führen.O PI Λ. WIPO « preferably argon atmosphere, has been produced from the desired starting material, ie the desired metal and / or metal alloy, by atomization. Powder grains with a diameter greater than 1 mm, at least for the most part, are preferably sieved, since there is a risk that argon will be trapped in powder grains with a diameter greater than 1 mm. Such an inclusion of argon can occur during atomization, for example due to turbulence. Inclusion of argon would produce unfavorable properties of the extruded objects during extrusion and lead to inclusion lines.
Erfindungsgemäß wird die Kapsel zum Herstellen der Preßlinge für die zu extrudierenden Rohre mit dem Pulver gefüllt, wo¬ bei die Dichte des in die Kapsel gefüllten Pulvers durch Vi¬ bration auf etwa 60 bis 71 % der theoretischen Dichte er¬ höht wird und wobei die Frequenz der Vibration vorzugswei¬ se mindestens etwa 70 Hz, vorteilhafterweise 80 bis 100 Hz gewählt wird. Durch Vibration mit 80 bis 100 Hz kann eine Dichte von etwa 68 bis 71 % der theoretischen Dichte er¬ halten werden.According to the invention, the capsule for producing the compacts for the tubes to be extruded is filled with the powder, the density of the powder filled in the capsule being increased by vibration to about 60 to 71% of the theoretical density, and the frequency the vibration is preferably chosen to be at least about 70 Hz, advantageously 80 to 100 Hz. A density of approximately 68 to 71% of the theoretical density can be obtained by vibration at 80 to 100 Hz.
Nach dem Einfüllen und Verdichten des Pulvers mittels Vi¬ bration wird die Kapsel verschlossen, vorzugsweise nach Evakuierung und/oder Füllen mit Inertgas. Danach wird dieAfter the powder has been introduced and compacted by means of vibration, the capsule is closed, preferably after evacuation and / or filling with inert gas. After that the
O /,, WI Dichte des Pulvers durch isostatisches Kaltpressen mit einem Druck von mindestens 4000 bar, vorzugsweise 4200 bis 6000 bar, insb. 4500 bis 5000 bar, mit mindestens 80 bis 93 % der theoretischen Dichte erhöht.O / ,, WI Density of the powder increased by isostatic cold pressing with a pressure of at least 4000 bar, preferably 4200 to 6000 bar, in particular 4500 to 5000 bar, with at least 80 to 93% of the theoretical density.
Es hat sich gezeigt, daß Kapseln, die im allgemeinen aus dünnem Blech, vorzugsweise etwa 1 bis 2 mm dickem Blech, insb. etwa 1,5 mm dickem Blech, besonders vorteilhaft sind. Als Material für diese Kapsel wird vorzugsweise kohlenstoff¬ armer weicher Stahl, insb. mit einem Kohlenstoffgehalt kleiner 0,015 %, insb. kleiner 0,004 I verwendet, um ein Aufkohlen des Pulvers während der Erwärmung' und beim Extrudieren zu verhindern.It has been found that capsules which are generally made of thin sheet metal, preferably sheet metal approximately 1 to 2 mm thick, in particular sheet metal approximately 1.5 mm thick, are particularly advantageous. As the material for this capsule is preferably kohlenstoff¬ poor soft steel, esp. Having a carbon content of less than 0.015%, esp. Less than 0.004 I used to prevent carburization of the powder during the heating 'and during extrusion.
Durch den allseitigen Druck beim kaltisostatischen Pressen wird die Kapsel gleichförmig sowohl in Längsrichtung wie auch in radialer Richtung komprimiert und bildet dann einen Preßling. Dieser Preßling soll möglichst keine Unregelmäßig¬ keiten aufweisen, da diese zu Schwierigkeiten beim Extrudieren, insb. beim Extrudieren von Rohren, führen.Due to the all-round pressure during cold isostatic pressing, the capsule is compressed uniformly both in the longitudinal direction and in the radial direction and then forms a compact. As far as possible, this compact should not have any irregularities, since these lead to difficulties during extrusion, especially when extruding pipes.
Um einen Preßling zum Extrudieren eines Rohres herzustellen, wird eine Kapsel verwendet, die als Ringkörper ausgebildet ist, wobei der Außenmantel dieses Ringkörpers von einem spiralgeschweißten Rohrabschnitt gebildet wird, der z.B. aus einem etwa 1 ,5 mm dicken Blech hergestellt ist. Im Inneren dieses Außenmantels wird ein Innenmantel z.B. in Form eines längsgeschweißten Rohrabschnitts einge¬ setzt, der einen kleineren Durchmesser, aber die gleiche Wandstärke aufweist, wie der Außenmantel. An einer Seite wird ein ringförmiger Deckel zwischen Außen- und Innen¬ mantel befestigt und der Ringraum zwischen den beiden Rohren so einseitig verschlossen. Dann wird sphärisches Pulver in den Ringraum eingefüllt und durch Vibrieren mit z.B. 80 Hz auf etwa 68 _ der theoretischen Dichte verdichtet. Dann wird evakuiert und die andere Stirnseite des ringförmigen Körpers durch einen entsprechenden zweiten Deckel abgedichtet. Danach erfolgt ein kaltisostatisches Pressen in einer Flüssigkeit, z.B. Wasser, mit einem Druck von z.B. 4700 bar. Durch den allseitigen Druck er¬ hält man einen Preßling mit einer Dichte von z.B. 85 % der theoretischen Dichte.In order to produce a compact for extruding a tube, a capsule is used which is designed as an annular body, the outer jacket of this annular body being formed by a spirally welded tube section which is produced, for example, from an approximately 1.5 mm thick sheet metal. In the interior of this outer jacket, an inner jacket is used, for example in the form of a longitudinally welded tube section, which has a smaller diameter but the same wall thickness as the outer jacket. An annular cover is fastened on one side between the outer and inner jacket and the annular space between the two tubes is closed on one side. Then spherical powder is poured into the annular space and compacted to about 68 _ of the theoretical density by vibration with, for example, 80 Hz. It is then evacuated and the other end face of the annular body is sealed by a corresponding second cover. This is followed by cold isostatic pressing in a liquid, for example water, at a pressure of, for example, 4700 bar. The all-round pressure gives a compact with a density of, for example, 85% of the theoretical density.
Bei der erfindungsgemäßen Kapsel wird angestrebt, daß die spiralförmige Schweißnaht möglichst glatt ist und möglichst die Eigenschaften des Bleches nicht wesentlich verändert. Daher wird die Schweißnaht vorzugsweise mittels Walzen und/ oder mittels Schleifen geglättet. Die Glättung der Schweißnaht mittels Walzen kann unmittelbar an den Schweißvorgang er¬ folgen.The aim of the capsule according to the invention is that the spiral weld seam is as smooth as possible and that the properties of the sheet do not change significantly. Therefore, the weld seam is preferably smoothed by means of rollers and / or by means of grinding. The smoothing of the weld seam by means of rollers can take place immediately after the welding process.
Bei Kapseln zum Herstellen von Rohren kann es zweckmäßig sein, nicht nur den Außenmantel, sondern auch den Innen-In the case of capsules for producing pipes, it may be expedient not only to use the outer jacket, but also the inner
O /,. WI mantel aus einem Rohr zu fertigen, das längs seines Umfangs etwa gleiche Festigkeitseigenschaften in axialer Richtung aufweist. Hierbei kann der Innenmantel entweder aus einem spiralgeschweißten Rohr oder aus einem extrudierten Rohr bestehen. Die Anwendung eines extrudierten oder spiralge¬ schweißten Rohres für den Innenmantel ist insbesondere bei großen Abmessungen zweckmäßig. Bei kleineren Abmessungen ist es im allgemeinen ausreichend, wenn der Außenmantel der Kap¬ sel erfindungsgemäß aus einem Rohrabschnitt hergestellt wird, der längs seines Umfangs etwa die gleichen Festigkeitsei¬ genschaften in axialer Richtung aufweist.O / ,. WI to produce jacket from a tube which has approximately the same strength properties in the axial direction along its circumference. The inner jacket can either consist of a spiral welded tube or an extruded tube. The use of an extruded or spiral-welded tube for the inner jacket is particularly expedient in the case of large dimensions. In the case of smaller dimensions, it is generally sufficient if the outer casing of the capsule is produced according to the invention from a tube section which has approximately the same strength properties in the axial direction along its circumference.
Im folgenden .wird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of a schematic drawing using an exemplary embodiment.
Fig. 1 zeigt eine oben offene Kapsel in Ansicht;Fig. 1 shows a top open capsule in view;
Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Kap¬ sel im Längsschnitt;2 shows a modified embodiment of the capsule in longitudinal section;
Fig. 3 bis 6 Längsschnitte ähnlich Fig. 2 von weiteren abgewandelten Ausführungsformen.3 to 6 longitudinal sections similar to FIG. 2 of further modified embodiments.
Die Kapsel ist in Fig. 1 allgemein mit 1 bezeichnet. Die Kapsel weist einen Äußenmantel 2 und einen Innenmantel 4 auf. Der Außenmantel 2 besteht aus einem spiralgeschweißten Rohrabschnitt mit der Länge L. Die Schweißnaht 5 verläuft spiralförmig über den Umfang des Außenmantels 2, wobei die Spirale einen Steigungswinkel o aufweist, der so bemessen ist, daß die Spirale etwa eine vollständige Windung bildet.The capsule is generally designated 1 in FIG. 1. The capsule has an outer casing 2 and an inner casing 4. The outer jacket 2 consists of a spiral-welded pipe section with the length L. The weld seam 5 runs spirally over the circumference of the outer jacket 2, the spiral having a pitch angle o which is dimensioned such that the spiral forms approximately a complete turn.
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OMPI Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, die Schwei߬ naht 5 so anzuordnen, daß sie zwischen der Schweißnaht 16, mittels der der in Fig. 1 nicht dargestellten Deckel der Kapsel an dem Außenmantel 2 festgeschweißt wird,und der bei 16 angedeuteten Schweißnaht, mittels der der Boden der Kapsel an dem Außenmantel befestigt ist, eine vollständige Windung bildet. Die Strecke zwischen den Schweißnähten 16 und 26 ist in Fig. 1 mit L' bezeichnet. Diese Länge L' kann als effek¬ tive Länge der Kapsel bezeichnet werden. Es ist zweckmäßig, den Steigungswinkel o-^- der Spiralschweißung so zu wählen, daßOMPI It has been shown that it is expedient to arrange the weld seam 5 in such a way that it is welded between the weld seam 16, by means of which the capsule's cover (not shown in FIG. 1), on the outer jacket 2, and the weld seam indicated at 16 , by means of which the base of the capsule is fastened to the outer casing, forms a complete turn. The distance between the weld seams 16 and 26 is designated L 'in FIG. 1. This length L 'can be referred to as the effective length of the capsule. It is advisable to choose the pitch angle o - ^ - of the spiral weld so that
tg 06 = n 77- Dtg 06 = n 77- D
ist, wobei D der Durchmesser der Kapsel und n die Anzahl der gewünschten Windungen ist, die die Spiralschweißnaht 5 aufweisen soll. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, n = 1 zu wählen. Es kann aber auch vorteilhaft sein, n = 2, 3, 4 oder gleich einer größeren ganzen Zahl zu wählen.is, where D is the diameter of the capsule and n is the number of desired turns that the spiral weld seam 5 should have. It has proven expedient to choose n = 1. However, it can also be advantageous to choose n = 2, 3, 4 or a larger integer.
Der Außenmantel 2 und auch der Innenmantel 4 der Kapsel 1 bestanden bei einem praktischen Beispiel aus 1 ,5 mm dickem weichem Stahlblech mit einem Kohlenstόffgehalt kleiner als 0,004 .. Der in Fig. 1 nicht dargestellte Deckel wurde längs der Schweißnaht 16 eingeschweißt. Zum Herstellen des Pre߬ lings wurde Pulver, das zum überwiegenden Teil aus sphärischeIn a practical example, the outer jacket 2 and also the inner jacket 4 of the capsule 1 consisted of 1.5 mm thick soft steel sheet with a carbon content of less than 0.004. The lid, not shown in FIG. 1, was welded along the weld 16. Powder, which was predominantly spherical, was used to produce the compact
OMP Körnern mit einem mittleren Durchmesser unter 1 mm bestand und daß durch Zerstäuben in Argonatmosphäre aus dem ge¬ wünschten Ausgangsmaterial z.B. aus rostfreiem Stahl herge¬ stellt worden war in die Kapsel eingefüllt. Nach dem Ein¬ füllen wurde das Pulver durch Vibration mit einer Frequenz von 80 Hz auf eine Dichte von etwa 68 % der theoretischen Dichte verdichtet. Danach wurde evakuiert und die Kapsel mittels eines Deckels verschlossen. Der Deckel wurde durch Schweißen etwa längs der Linie 16 in Fig. 1 mit der Außenwand 2 der Kapsel verbunden. Die Kapsel hatte bei dem genannten Ausführungsbeispiel eine Länge von 600 mm und einen Außendurchmesser von 150 mm. Der Innendurchmesser des Innenmantels 4 betrug etwa 55 mm. Der Innenmantel 4 be¬ stand aus einem längsgeschweißten Rohrabschnitt mit einer Längsschweißnaht 6. Danach wurde die Dichte des Pulvers durch isostatisches Kaltpressen mit einem Druck von 4700 bar auf etwa 85 % der theoretischen Dichte erhöht. Der so erhaltene Preßling wurde, wie in der DE-AS 24 19 014 beschrieben, zum Rohr' extrudiert.OMP Grains with an average diameter of less than 1 mm and which had been produced by sputtering in an argon atmosphere from the desired starting material, for example from stainless steel, were filled into the capsule. After filling, the powder was compacted by vibration with a frequency of 80 Hz to a density of about 68% of the theoretical density. It was then evacuated and the capsule closed with a lid. The lid was connected to the outer wall 2 of the capsule by welding approximately along line 16 in FIG. 1. In the exemplary embodiment mentioned, the capsule had a length of 600 mm and an outer diameter of 150 mm. The inner diameter of the inner jacket 4 was about 55 mm. The inner jacket 4 consisted of a longitudinally welded tube section with a longitudinal weld seam 6. The density of the powder was then increased to about 85% of the theoretical density by isostatic cold pressing at a pressure of 4700 bar. The compact thus obtained was extruded to the tube ' as described in DE-AS 24 19 014.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind sowohl im Bereich des Deckels 10 wie des Bodens 20 jeweils ein Einsatz 30 bzw. 40 angeordnet, die die vordere bzw. hintere Stirnfläche der Kapsel bilden. Der vordere Einsatz 30 ist allgemein kegel¬ förmig ausgebildet und weist eine zentrale Bohrung 32 für die Aufnahme des Innenmantels 4 der Kapsel auf. Die Kegel antel-In the embodiment according to FIG. 2, an insert 30 or 40 is arranged both in the area of the lid 10 and the bottom 20, which form the front or rear end face of the capsule. The front insert 30 is generally conical and has a central bore 32 for receiving the inner casing 4 of the capsule. The cones
OMPI Λ, WIPO « fläche 36 des kegel- bzw. trichterförmigen Einsatzes 30 bil¬ det mit der Wandung 'der Bohrung 32 einen Winkel j? , der vor¬ zugsweise im Bereich zwischen etwa 40° und 60°, vorteilhaf¬ terweise im Bereich zwischen etwa 40 und etwa 50° und ins¬ besondere bei etwa 45 liegt. Der Einsatz 30 weist eine im wesentlichen plane Stirnfläche 34 auf. Er ist jedoch an sei¬ nem äußeren Rand bei 35 abgeschrägt bzw. abgerundet und weis dann zunächst einen zylindrischen Abschnitt 37 auf, der in die kegelförmige Mantelfläche 36 übergeht. Bei 39 ist der Obergang von der kegelförmigen Mantelfläche 36 zur Wandung der zentralen Bohrung 32 abgerundet. Der Deckel 10, der als Blecheinlage ausgebildet ist, entspricht in seiner Kontur genau derjenigen der angrenzenden Teile der Einlage 30. Ins¬ besondere weist der Deckel 10 am äußeren Rand einen zylindri¬ schen Abschnitt 17 auf, der eine gute Anlage des Deckels 10 an dem Außenmantel 2 sicherstellt, wobei der äußere Rand die¬ ses zylindrischen Abschnittes 17 mittels einer Schweißnaht 16 mit dem Außenmantel 2 verbunden ist. Auch im inneren Bereich weist der Deckel 10 einen kurzen, im wesentlichen zylinder- förmigen Abschnitt 19 auf, der an dem Innenmantel 4 der Kap¬ sel anliegt und bei 18 mittels einer Schweißnaht mit dem Innenmantel 4 dicht verschweißt ist. Auch weist der Deckel 10 eine der Abrundung 39 des Einsatzes 30 entsprechende Abrun- dung auf.OMPI Λ, WIPO « Surface 36 of conical or funnel-shaped insert 30 forms an angle j? with the wall 'of bore 32? , which is preferably in the range between approximately 40 ° and 60 °, advantageously in the range between approximately 40 and approximately 50 ° and in particular approximately 45. The insert 30 has an essentially flat end face 34. However, it is chamfered or rounded at its outer edge at 35 and then initially has a cylindrical section 37 which merges into the conical outer surface 36. At 39, the transition from the conical surface 36 to the wall of the central bore 32 is rounded. The contour of the cover 10, which is designed as a sheet metal insert, corresponds exactly to that of the adjacent parts of the insert 30. In particular, the cover 10 has a cylindrical section 17 on the outer edge, which ensures that the cover 10 is in good contact with the Ensures outer casing 2, the outer edge of this cylindrical section 17 being connected to the outer casing 2 by means of a weld seam 16. Also in the inner area, the cover 10 has a short, essentially cylindrical section 19, which bears against the inner casing 4 of the capsule and is tightly welded to the inner casing 4 by means of a weld seam. The cover 10 also has a rounding corresponding to the rounding 39 of the insert 30.
Im Bereich der hinteren Stirnseite der Kapsel 1 ist ein eine etwa ebene Platte bildenderEinsatz 40 angeordnet, der eine zentrale Bohrung 42 aufweist und eine nach außen weisende Stirnfläche 44- Dieser plattenför ige Einsatz 40 ist am Rand bei 45 ebenfalls abgeschrägt bzw. abgerundet und weist einen äußeren zylindrischen Abschnitt 47 auf. Der Kapsel¬ boden 20 entspricht in seiner Form der Form des Einsatzes 40 und weist auch einen äußeren zylindrischen Abschnitt 27 und einen inneren zylindrischen Abschnitt 29 auf. Der Boden 20 ist mittels Schweißnähten 26 und 28 mit dem Außenmantel 2 bzw. dem Innenmantel 4 dicht verschweißt. Die Einsätze 30 und 40 bestehen vorzugsweise aus Weicheisen bzw. kohlenstoff¬ armem weichem Stahl.In the area of the rear end face of the capsule 1 is a approximately flat plate-forming insert 40 is arranged, which has a central bore 42 and an outwardly facing end face 44- This plate-shaped insert 40 is also chamfered or rounded at the edge at 45 and has an outer cylindrical section 47. The shape of the capsule bottom 20 corresponds to the shape of the insert 40 and also has an outer cylindrical section 27 and an inner cylindrical section 29. The bottom 20 is tightly welded to the outer jacket 2 and the inner jacket 4 by means of weld seams 26 and 28. The inserts 30 and 40 are preferably made of soft iron or low-carbon soft steel.
In Fig. 3 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Kapsel dargestellt, wobei ein an der vorderen Stirnseite der Kap¬ sel vorgesehener Einsatz 130 ein im wesentlichen kreisbogen¬ förmiges Querschnittsprofil 136 aufweist sowie eine plane Stirnfläche 134 und eine zentrale Bohrung 132. Die Mittel¬ punktedes kreisbogenförmigen Querschnittsprofils 136 liegen auf einem Kreis, der etwa im Bereich der Schnittlinie zwischen der planen Stirnfläche 134 und der Wandung der Bohrung 132, d.h. im Bereich der vorderen Begrenzungslinie der Bohrung 132, liegt und durch zwei Kreuze 138 in Fig. 3 angedeutet ist. Das etwa kreisbogenförmige Querschnittsprofil 136 bietet den Vorteil, daß beim Extrudieren des Preßlings der aus Weich¬ eisen oder einem ähnlichen Metall bestehende Einsatz 130 zu¬ sammen mit dem Deckel 110, den Schweißnähten 116, 118 und den benachbarten Teilen des Außenmantels 102 und des Innenmantels 104 den ersten Teil des Rohres bilden, der nach dem Extrudieren abgeschnitten wird oder sogar von selber abfällt, wenn die Verbindung zu dem vorzugsweise aus rostfreiem Stahl beste¬ henden, aus der Pulverfüllung der Kapsel hergestellten nach¬ folgenden Rohr keine oder keine hinreichende Festigkeit auf¬ weist. Durch die etwa kreisbogenförmige Ausbildung der Begrenzungslinie 136 des Einsatzes 130 wird erreicht, daß die Trennungslinie zwischen dem vorderen, als Abfall anfallen den Abschnitt des extrudierten Rohres und dem eigentlichen aus hochwertigem rostfreiem Material bestehenden Rohr scharf und als sich im wesentlichen senkrecht zur Rohrlängsachse erstreckende Trennungsfläche ausgebildet ist. Auch der Deckel 110 weist einen in etwa zylindrischen Abschnitt 117 auf, der bei 116 mit dem Außenmantel 102 der Kapsel verschweißt ist, sowie einen etwa zylinderförmigen inneren Abschnitt 119, der an dem Innenmantel 104 anliegt und bei 118 mittels einer umlaufenden Schweißnaht dicht mit dem Innenmantel verbunden ist. Der Obergang von der Wandung der zentralen Bohrung 132 zu dem kreisförmigen Querschnittsprofil 136 ist bei 139 ab¬ gerundet.3 shows a modified embodiment of the capsule, an insert 130 provided on the front end of the capsule having an essentially circular cross-sectional profile 136 as well as a flat end face 134 and a central bore 132. The centers of the circular arc Cross-sectional profile 136 lie on a circle which lies approximately in the area of the intersection line between the flat end face 134 and the wall of the bore 132, ie in the area of the front boundary line of the bore 132, and is indicated by two crosses 138 in FIG. 3. The approximately circular cross-sectional profile 136 offers the advantage that when the compact is extruded, the insert 130 made of soft iron or a similar metal together with the cover 110, the weld seams 116, 118 and the neighboring ones Parts of the outer jacket 102 and the inner jacket 104 form the first part of the tube, which is cut off after extrusion or even falls off by itself when the connection to the subsequent tube, which is preferably made of stainless steel and is made from the powder filling of the capsule has no or no sufficient strength. The approximately circular arc of the boundary line 136 of the insert 130 ensures that the dividing line between the front, waste section of the extruded pipe and the actual pipe, which is made of high-quality stainless material, is formed sharply and as a separating surface which extends essentially perpendicular to the longitudinal axis of the pipe is. The cover 110 also has an approximately cylindrical section 117, which is welded at 116 to the outer casing 102 of the capsule, and an approximately cylindrical inner section 119, which bears against the inner casing 104 and at 118 by means of a circumferential weld seam tightly to the inner casing connected is. The transition from the wall of the central bore 132 to the circular cross-sectional profile 136 is rounded off at 139.
Es kann auch vorteilhaft sein, die Einsätze 30 und 40 un¬ mittelbar mit dem Außenmantel 2 bzw. dem Innenmantel 4 dicht zu verschweißen. In. diesem Fall können .Deckel.10- und Boden 20 entfallen. In analoger Weise kann der Einsatz nach Fig. 3It can also be advantageous to weld the inserts 30 and 40 tightly to the outer jacket 2 and the inner jacket 4, respectively. In. In this case, lid 10 and bottom 20 can be omitted. The insert according to FIG. 3 can be used in an analogous manner
OMPIOMPI
WIPO direkt mit dem Außenmantel 102 und dem Innenmantel 104 dicht verschweißt werden.WIPO are directly welded tightly to the outer jacket 102 and the inner jacket 104.
Bei Verwendung von Blecheinlagen als Deckel bzw. Boden kann es zweckmäßig sein, an diesen die Einsätze 30, 40, 130 durch Punktschweißen zu befestigen. Vielfach genügt es je¬ doch auch, die Einsätze 30, 40 und 130 durch die gebördel¬ ten Enden 15, 25 bzw. 115 des Außenmantels 2 bzw. 102 fest¬ zulegen.When using sheet metal inserts as a cover or base, it may be expedient to attach inserts 30, 40, 130 to them by spot welding. In many cases, however, it is also sufficient to fix the inserts 30, 40 and 130 through the flanged ends 15, 25 and 115 of the outer jacket 2 and 102, respectively.
Der Einsatz im Bereich der vorderen Stirnfläche der Kapsel führt beim Extrudieren zu einer Art Tunneleffekt, wenn die¬ ser Einsatz aus duktilem Material, z.B. duktilem Eisen, Weicheisen, niedriglegierte Kohlenstoffstahl oder Gu߬ eisen, besteht. Der Druck, der im Container der Extrusions- presse zum Extrudieren des Preßlings erforderlich ist, erniedrigt sich, wenn der vordere Einsatz aus duktilem Material be¬ steht und dieses Material leichter zum Fließen bringbar ist, als die Pulverfüllung des Preßlings. Ist der Fließvorgang, der bei der Extrusion stattfindet, einmal eingeleitet, so greift er auch auf die Pulverfüllung über, selbst dann, wenn die Fließgrenze der Pulverfüllung höher liegt als die Fließgrenze des duktilen Materials des Einsatzes; es findet also eine Art Tunneleffekt statt.The use in the area of the front end face of the capsule leads to a kind of tunnel effect during extrusion if this insert is made of ductile material, e.g. ductile iron, soft iron, low-alloy carbon steel or cast iron. The pressure which is required in the container of the extrusion press to extrude the compact is reduced if the front insert is made of ductile material and this material is easier to flow than the powder filling of the compact. Once the flow process that takes place during extrusion is initiated, it also spreads to the powder filling, even if the flow limit of the powder filling is higher than the flow limit of the ductile material of the insert; so there is a kind of tunnel effect.
OMPI Der Außenmantel 102 weist in Figur 3 eine Ausbauchung 103 auf, die der Schrumpfung beim kaltisostatischen Pressen entgegengesetzt ist. In Figur 3 weist auch der Einsatz 140 im Bereich des Kapselbodens 120 ein etwa kreisbogenför¬ miges Querschnittsprofil 146 auf, das im Bereich der zentralen Bohrung 142 über einen abgerundeten Bereich 149 in die Wandung der Bohrung 142 übergeht. Außen besitzt der Einsatz 140 einen im wesentlichen zylindrischen Ab¬ schnitt 147, an dem ein zylindrischer Abschnitt 127 des Bodens 120 zur Anlage kommt. Der zylindrische Abschnitt 127 ist bei 126 an einem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt 166 des Außenmantels 102 angeschweißt. An dem Innenmantel 104 liegt der Deckel 120 mit seinem zylin¬ drischen Abschnitt 129 an und ist bei 128 mit dem Innen¬ mantel verschweißt. Die äußere Stirnfläche 144 des Einsatzes 140 ist plan ausgebildet und am äußeren Rand bei 145 abgerundet bzw. abgeschrägt, sodaß der gebördelte untere Rand 125 des Außenmantels 102 den Einsatz 140 festhalten kann. Die Ausbauchung 103 ist so bemessen, daß die Innenfläche des Außenmantels 102 nach dem kaltisosta¬ tischen Pressen bis zur Linie 170 schrumpft, die der idealen Zylinderform entspricht. Dementsprechend sind auch die zylindrischen Abschnitte 156 und 166 des Außenmantels 102 bis zur Fluchtung mit der Linie 170 vorzugsweise durch Walzen eingezogen. Um keine Faltenbildung zu erhalten und einen möglichst genau zentrierten Preßling zu erzielen, ist es erfindungs¬ gemäß vorteilhaft, die Änderung des Durchmessers des Außenmantels 102 auf den Bereich der Einsätze 130 bzw.140 im wesentlichen zu beschränken.Zwischen diesen Einsätzen weist der Außenmantel 102 in dem bei 150 angedeuteten Bereich im wesentlichen einen konstanten Außendurchmesser auf. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, an die zylindrischen Abschnitte 156, 166 zur Kapselmitte hin jeweils einen Bereich 157 bzw. 167 mit einem nach außen konkaven Querschnittsprofil und daran einen kegelstumpf- förmigen Zwischenbereich 158 bzw. 168 anzuschließen und diesem einen Bereich 159, 169 folgen zu lassen, der ein nach außen konvexes Querschnittsprofil aufweist und in den zylindrischen, achsparallelen Mittelbereich 150 übergeht. Wesentlich ist, daß die nach außen konkaven Bereiche 157 und 167 etwa spiegelbildlich zu dem Querschnittsprofil 136 bzw. 146 der Einsätze ausgebildet sind, wobei die Linie 170 die Spiegelsymmetrieachse darstellt und der bei P ange¬ deutete Krümmungswinkel des Außenmantels etwa im Verhältnis der prozentualen Schrumpfung zum Krümmungs inkel 0 des benachbarten Einsatzes verkleinert ist.OMPI In FIG. 3, the outer jacket 102 has a bulge 103 which is opposite to the shrinkage during cold isostatic pressing. In FIG. 3, the insert 140 in the area of the capsule base 120 also has an approximately circular cross-sectional profile 146, which in the area of the central bore 142 merges into the wall of the bore 142 via a rounded region 149. On the outside, the insert 140 has an essentially cylindrical section 147, against which a cylindrical section 127 of the base 120 comes to rest. The cylindrical section 127 is welded at 126 to a substantially cylindrical section 166 of the outer jacket 102. The cover 120 lies with its cylindrical section 129 on the inner casing 104 and is welded to the inner casing at 128. The outer end face 144 of the insert 140 is flat and rounded or beveled at the outer edge at 145, so that the flanged lower edge 125 of the outer casing 102 can hold the insert 140 in place. The bulge 103 is dimensioned such that the inner surface of the outer casing 102 shrinks after the cold isostatic pressing up to the line 170, which corresponds to the ideal cylindrical shape. Accordingly, the cylindrical sections 156 and 166 of the outer casing 102 are preferably drawn in by rolling until they are aligned with the line 170. In order to prevent wrinkles from forming and to obtain a compact that is centered as precisely as possible, it is advantageous according to the invention to essentially restrict the change in the diameter of the outer casing 102 to the area of the inserts 130 and 140. Between these inserts, the outer casing 102 in the area indicated at 150 essentially has a constant outer diameter. It has proven to be particularly advantageous to connect to the cylindrical sections 156, 166 towards the center of the capsule a region 157 or 167 with an outwardly concave cross-sectional profile and an intermediate region 158 or 168 in the shape of a truncated cone and this region 159, 169 to follow, which has an outwardly convex cross-sectional profile and merges into the cylindrical, axially parallel central region 150. It is essential that the outwardly concave regions 157 and 167 are approximately mirror images of the cross-sectional profile 136 and 146 of the inserts, the line 170 representing the mirror symmetry axis and the angle of curvature of the outer shell indicated at P approximately in the ratio of the percentage shrinkage to Curvature angle 0 of the adjacent insert is reduced.
Die Figur 4 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, ähnlich Figur 3, bei der alle gleichen oder ähnlichen Teile mit um hundert erhöhten Bezugsziffern versehen sind. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß die Einsätze 230 und 240 ein bei 239 und 249 im wesentlichen spitz zulaufendes Ouerschnitts- profil aufweisen, sodaß der entsprechend ausgebildete Deckel 210 und der entsprechend ausgebildete Boden 220 sich bis unmittelbar an den Innenmantel 204 erstrecken und mit diesen einen stumpfen Winkel a bzw. a' bilden. Es hat sich gezeigt, daß diese Ausbildung für eine exakte Zen¬ trierung des Preßlings vorteilhaft ist. Bei der Ausführung nach Figur 4 ist eine Ausbauchung des Innenmantels 204 nicht erforderlich. Dagegen kann bei der Ausführung gemäß Figur 3 eine geringe nach außen gerichtete Aus¬ bauchung des Innenmantels vorteilhaft sein. Die Aus¬ bauchung des Außen- und/oder Innenmantels kann in Ver¬ bindung mit beliebig ausgebildeten Einsätzen erfindungs¬ gemäß vorteilhaft sein. Auch kann die Ausbauchung in Kombination mit einem spiralgeschweißten Außen- und/oder Innenrohr vorteilhaft sein.FIG. 4 shows a modified embodiment, similar to FIG. 3, in which all the same or similar parts are provided with reference numbers increased by a hundred. The main difference is that the inserts 230 and 240 have a cross-sectional profile which is substantially tapered at 239 and 249, so that the correspondingly designed cover 210 and the appropriately designed floor 220 extends directly to the inner jacket 204 and forms an obtuse angle a or a 'with the latter. It has been shown that this design is advantageous for exact centering of the compact. In the embodiment according to FIG. 4, bulging of the inner jacket 204 is not necessary. In contrast, in the embodiment according to FIG. 3, a slight outward bulge of the inner jacket can be advantageous. The bulge of the outer and / or inner jacket can be advantageous according to the invention in connection with any desired inserts. The bulge in combination with a spiral welded outer and / or inner tube can also be advantageous.
Die Figur 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, ähnlich Figur 4, bei der alle gleichen oder ähnlichen Teile mit um hundert erhöhten Bezugsziffern versehen sind. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß die Ein¬ sätze 330 und 340 mit Spitzen 339 und 349 versehen sind und daß keine Blecheinlagen vorgesehen sind. Die Ausbauchung 303 von jedem der zylindrischen Abschnitte 356, 366 aus in axialer Richtung, jeweils zur Kapselmitte hin gesehen zu¬ nächst in einem ein konkaves Querschnittsprofil aufweisenden Bereich 357, 367 allmählich und stetig zunimmt, wobei die Neigung des Außenmantels 302 gegen die Kapselachse eben¬ falls allmählich und stetig zunimmt, dann über einen kegelförmigen Zwischenbereich 358, 368 die Neigung desFIG. 5 shows a modified embodiment, similar to FIG. 4, in which all the same or similar parts are provided with reference numbers increased by a hundred. The main difference is that the inserts 330 and 340 are provided with tips 339 and 349 and that no sheet metal inserts are provided. The bulge 303 from each of the cylindrical sections 356, 366 in the axial direction, as seen in each case towards the center of the capsule, initially gradually and steadily increases in a region 357, 367 with a concave cross-sectional profile, the inclination of the outer casing 302 towards the capsule axis also increasing if it increases gradually and steadily, then the inclination of the. via a conical intermediate region 358, 368
_ O ~ Außenmantels 302 im wesentlichen etwa konstant bleibt und sich ein Bereich 359, 369 anschließt, in dem der Außenmantel 302 ein nach außen konvexes Querschnitts¬ profil aufweist und allmählich und stetig in einen achsparallelen Mittelbereich 350 übergeht. Dabei bilden die Bereiche mit sich änderndem Querschnitt des Außen¬ mantels 302 jeweils einen Obergangsbereich 355, 365, der im Bereich eines Einsatzes 330 bzw. 340 angeordnet ist. Die Querschnittskontur 336, 346 der Einsätze 330, 340 ist etwa ein Spiegelbild der Kontur des Außenmantels in den Ubergangsbereichen 355, 365, das an der Linie 370 der gewünschten Zylinderfor des Preßlings gespiegelt, jedoch in radialer Richtung gedehnt ist, wobei das Maß der Dehnung etwa dem Verhältnis von Differenz zwischen Außen- und Innendurchmesser des Preßlings zu Durchmesser¬ schrumpfung der Kapsel, vorzugsweise unter Berücksichtigung der Änderung der Querschnittsfläche mit kleiner werdenden Radius, entspricht._ O ~ Outer jacket 302 remains substantially constant and adjoins an area 359, 369 in which the outer jacket 302 has an outwardly convex cross-sectional profile and gradually and continuously merges into an axially parallel central area 350. The regions with a changing cross section of the outer jacket 302 each form a transition region 355, 365, which is arranged in the region of an insert 330 or 340. The cross-sectional contour 336, 346 of the inserts 330, 340 is approximately a reflection of the contour of the outer casing in the transition areas 355, 365, which is mirrored on the line 370 of the desired cylinder shape of the compact, but is stretched in the radial direction, the extent of the stretch being approximately corresponds to the ratio of the difference between the outer and inner diameter of the compact to the diameter shrinkage of the capsule, preferably taking into account the change in the cross-sectional area as the radius becomes smaller.
Bei 316, 318, 326 und 328 sind die Einsätze 330 bzw. 340 direkt mit dem Außen- bzw. Innenmantel dicht verschweißt. 337 und 347 sind zylindrische Abschnitte der Einsätze 330 bzw.- 340, die den zylindrischen Abschnitten 137, 147 bzw. 237, 247 der Figur 3 und 4 entsprechen. Be ispiel :With 316, 318, 326 and 328, the inserts 330 and 340 are directly welded to the outer and inner jacket, respectively. 337 and 347 are cylindrical portions of the inserts 330 and 340, respectively, which correspond to the cylindrical portions 137, 147 and 237, 247 of Figures 3 and 4, respectively. Example:
Um einen Preßling mit einem Außendurchmesser von 144 mm für das Extrudieren eines Rohres aus rostfreiem Stahl mit einem Außendurchmesser von 50 mm und einer Wandstärke von 5 mm herzustellen, wurde als Außenmantel für die Kapsel ein spiralgeschweißtes 600 mm langes Rohr mit einem Außen¬ durchmesser von 154 mm und einer Wandstärke von 1,5 mm an seinen beiden Enden durch Walzen oder Drehdrücken eingeschnürt, derart, daß an den Enden zylindrische Ab¬ schnitte mit einem Außendurchmesser von 144 mm, ent¬ sprechend den Abschnitten 156, 166; 256, 266; 356, 366 der Figur 3 bis 4 vorhanden waren, an die sich Obergangs¬ bereiche anschlössen, die entsprechend den Obergangsbe¬ reichen 155, 165; 255, 265; 355, 365 geformt waren. Dann wurden die Enden des Außenmantels plan geschliffen. An einem ersten Ende wurde eine einen Boden bildende Blecheinlage ähnlich der Einlage 120 in Figur 3, einer¬ seits dicht mit dem Außenmantel und andererseits dicht mit einem Innenmantel verschweißt, der aus einem 590 mm langen längsgeschweißten Rohr mit einer Wandstärke von 1 ,5 m und einem Innendurchmesser von 40 mm bestand.In order to produce a compact with an outer diameter of 144 mm for the extrusion of a tube made of stainless steel with an outer diameter of 50 mm and a wall thickness of 5 mm, a spiral-welded 600 mm long tube with an outer diameter of 154 was used as the outer jacket for the capsule mm and a wall thickness of 1.5 mm at both ends constricted by rolling or turning presses, in such a way that cylindrical sections with an outer diameter of 144 mm correspond to sections 156, 166; 256, 266; 356, 366 of FIGS. 3 to 4 were present, to which transition areas adjoin, which correspond to transition areas 155, 165; 255, 265; 355, 365 were molded. Then the ends of the outer jacket were ground flat. At a first end, a sheet-metal insert forming a bottom was welded similarly to insert 120 in FIG. 3, on the one hand tightly to the outer jacket and on the other hand tightly to an inner jacket which consisted of a 590 mm long, longitudinally welded tube with a wall thickness of 1.5 m and an inner diameter of 40 mm.
Bis zur Anlage an das Bodenblech wurde ein ring- bzw. trichterförmiger Einsatz, ähnlich dem Einsatz 140, der aus niedriglegiertem Kohlenstoffstahl mit ca. 0,004 % Kohlen¬ stoffbestand von dem genannten ersten Ende des Außenmantels aus eingeschoben und mittels Punktschweißen befestigt.Until it touched the floor panel, an annular or funnel-shaped insert, similar to insert 140, made of low-alloy carbon steel with approximately 0.004% carbon stock was inserted from said first end of the outer jacket and fastened by means of spot welding.
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Λ. IP Die Kapsel wurde stehend auf eine Platte gestellt, mit Pulver gefüllt und mit 80 Hz vibriert und auf etwa 68 % der theoretischen Dichte verdichtet und gleichzeitig mit einer trichterförmigen als Deckel dienenden Blecheinlage ähnlich 110 in Figur 3, versehen, die zwischen Innen- und Außenmantel von oben mit großem Druck eingeschoben wurde. Dann wurde die Blecheinlage mit dem Innen- und Außenmantel dicht verschweißt, wie in Figur 3 bei 116 und 118 angedeutet. Dann wurde der vordere ring- bzw. trichterförmige Einsatz von oben eingeschoben, der ähnlich 130 in Figur 3 ausgebildet war und aus niedrig legiertem Kohlenstoffstahl mit ca. 0,004 % C bestand. Mit Vorteil wurde dieser ringförmige Einsatz mittels Punktschweißen an der trichterförmigen Blecheinlage oder dem Innen- oder Außenmantel angeschweißt.Λ. IP The capsule was placed upright on a plate, filled with powder and vibrated at 80 Hz and compressed to about 68% of the theoretical density and at the same time provided with a funnel-shaped sheet-metal insert similar to 110 in FIG. 3, which is located between the inner and outer jacket of was pushed in at the top with great pressure. Then the sheet metal insert was tightly welded to the inner and outer jacket, as indicated in FIG. 3 at 116 and 118. Then the front ring-shaped or funnel-shaped insert was inserted from above, which was constructed similarly to 130 in FIG. 3 and consisted of low-alloy carbon steel with approx. 0.004% C. This ring-shaped insert was advantageously welded to the funnel-shaped sheet metal insert or the inner or outer jacket by means of spot welding.
Die Kapsel wurde kaltisostatisch gepreßt bei 4700 bar in Wasser auf eine Dichte von 88 % der theoretischen Dichte. Dabei schrumpfte der Preßling auf 144 mm Außendurchmesser,' d.h. auf dieselbe Abmessung wie die eingezogenen zylindrischen Abschnitte an den Enden. Die Abmessung von 144 mm entsprach ebenfalls dem Innendiameter des Containers der Extrudions- presse. Eine perfekte Zentrierung war damit gewährleistet. Zudem war auch der Innendurchmesser des Preßlings fast genau 40 mm. Der Preßling war auch im übrigen vollständig gerade und konnte nach induktiver Erwärmung auf 1200 C direkt zu dem gewünschten nahtlosen Rohr aus rostfreiem Stahl extru- diert werden, ohne daß weitere Bearbeitungen notwendig waren. Der aus niedriglegiertem Kohlenstoffstahl bestehende vordere Abschnitt des Rohres wurde abgeschnitten. Von dem rostfreien Stahl wurde nichts abgeschnitten. Dadurch, daß der Einsatz konisch ist, hielt man bei dem extrudierten Rohr eine gegen die Rohrachse etwa senkrechte Trennungs¬ linie zwischen dem extrudierten Einsatz und dem rostfreien Stahl. Der Teil des Rohres, der aus rostfreiem Material be¬ stand, hatte eine fehlerfreie Oberfläche. Der Materialver¬ lust wurde dadurch auf ein Minimum eingeschränkt.The capsule was cold isostatically pressed at 4700 bar in water to a density of 88% of the theoretical density. In this case, the compact shrank to 144 mm outer diameter, 'that is the same dimension as the retracted cylindrical sections at the ends. The dimension of 144 mm also corresponded to the inner diameter of the container of the extrusion press. This ensured perfect centering. In addition, the inside diameter of the compact was almost exactly 40 mm. The compact was otherwise completely straight and, after induction heating to 1200 ° C., could be extruded directly into the desired seamless tube made of stainless steel, without further processing being necessary. The front section of the tube made of low-alloy carbon steel was cut off. Nothing was cut from the stainless steel. Due to the fact that the insert is conical, a separating line between the extruded insert and the stainless steel, which is approximately perpendicular to the pipe axis, was maintained in the extruded tube. The part of the pipe which consisted of rust-free material had a flawless surface. The loss of material was thereby reduced to a minimum.
Um eine gute Trennung zwischen dem vorderen Abschnitt des extrudierten Rohres, der aus niedriglegiertem Kohlenstoff- stahl besteht, und dem gewünschten nahtlosen Rohr aus rost¬ freiem Stahl zu erzielen, kann erfindungs emäß eine Glas¬ schicht auf der der Pulverfüllung 308 zugewandten Fläche des vorderen Einsatzes aufgebracht werden. Hierzu kann es zweckmäßig sein, das vordere Einsatzstück 330 zu erwärmen und die Fläche 336 mitGlaspulver zu bestreuen, wobei die Temperatur des Einsatzstückes so gewählt wird, daß das Glas¬ pulver erweicht und festklebt. Durch eine derartige Glas¬ zwischenschicht wird die Trennung zwischen dem niedrig¬ legierten Kohlenstoffstahl und dem rostfreien Stahl bei Erhalt des extrudierten Rohres wesentlich erleichtert, so daß die beiden Stahlsorten völlig getrennt voneinander und ohne Vermischung erhalten werden. In analoger Weise kann auch die an die Pulverfüllung 308 angrenzende Fläche des bodenseitigen Einsatzstückes 340 mit einer Glasschicht versehen werden, die eine Trennung von rostfreiem Material und niedriglegiertem Kohlenstoff¬ stahl erleichtert.In order to achieve a good separation between the front section of the extruded tube, which consists of low-alloy carbon steel, and the desired seamless tube made of stainless steel, a glass layer can be made according to the invention on the surface of the front insert facing the powder filling 308 be applied. For this purpose, it may be expedient to heat the front insert 330 and to sprinkle the surface 336 with glass powder, the temperature of the insert being selected so that the glass powder softens and sticks. Such an intermediate glass layer makes the separation between the low-alloy carbon steel and the stainless steel considerably easier when the extruded tube is obtained, so that the two types of steel are obtained completely separately from one another and without mixing. In an analogous manner, the surface of the bottom-side insert 340 adjoining the powder filling 308 can also be provided with a glass layer, which facilitates the separation of stainless material and low-alloy carbon steel.
Die Einsatzstücke 30, 40, 130, 140, 230, 240, 330 und 340 können auch aus pulverförmigem Ausgangsmaterial gepreßt werden. Hierzu kann z.B. wasseratomisiertes Weicheisen bzw. wasseratomisierter kόhlenstoffarmer Stahl verwendet werden, der kaltisostatisch zu der gewünschten Form der genannten Einsatzstücke gepreßt und anschließend gesintert wird. Die Pressung des Weicheisenpulvers kann kaltisostatisch in einer Kunststofform vorgenommen werden, wobei der Druck vorzugs¬ weise mindestens genauso hoch, wenn nicht höher als der Druck der für die kaltisostatische Pressung gewählt wird; die für die Herstellung der Kapseln verwendet wird. Durch anschließende Heißsinterung kann ein dichtes Material er¬ halten werden. Alternativ oder zusätzlich kann durch Auf¬ bringen einer äußeren Glasschicht, in diesem Fall auch auf den Stirnseiten 34, 134, 234, 334 bzw. 44, 144, 244 und 344 sowie den Umfangsflächen eine Abdichtung erhalten werden.The inserts 30, 40, 130, 140, 230, 240, 330 and 340 can also be pressed from powdered starting material. For this, e.g. water-atomized soft iron or water-atomized low-carbon steel can be used, which is cold isostatically pressed to the desired shape of the inserts mentioned and then sintered. The soft iron powder can be pressed cold isostatically in a plastic mold, the pressure preferably being at least as high, if not higher, than the pressure selected for the cold isostatic pressing; which is used to make the capsules. A dense material can be obtained by subsequent hot sintering. Alternatively or additionally, a seal can be obtained by applying an outer glass layer, in this case also on the end faces 34, 134, 234, 334 or 44, 144, 244 and 344 and the peripheral surfaces.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 entspricht weitgehend derjenigen gemäß Fig. 5. Lediglich die Einsatzstücke weisen eine abgeänderte Form auf. Der vordere Einsatz 330' bestehtThe embodiment according to FIG. 6 largely corresponds to that according to FIG. 5. Only the insert pieces have a modified shape. The front insert 330 'is there
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O PI aus zwei Ringen 380 und 381, die mittels mehrerer Punkt- schweißungen 382 zusammengehalten sind. Anstelle von zwei Ringen 380, 381 können natürlich auch drei und mehrere Ringe vorgesehen sein, deren äußere Kontur eine Annäherung an die ideale Kontur des vorderen Einsatzstückes darstellt, welche durch die Kurve 336 der Fig. 5 bzw. den kreisbogen¬ förmigen Querschnitt 236 der Fig. 4 bzw. 136 der Fig. 3 gegeben ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 besteht der bodenseitige Einsatz 340" aus einer ringförmigen Platte. Auch hier körinen, falls erwünscht, zusätzliche Ringe mit abgestuftem Außendurchmesser und/oder abgestuftem Innen¬ durchmesser vorgesehen sein, um eine Annäherung an das gewünschte ideale Profil, z.B. eine Annäherung an das Profil 346 gemäß Fig. 3 zu erzielen.O PI from two rings 380 and 381, which are held together by means of several spot welds 382. Instead of two rings 380, 381, three or more rings can of course also be provided, the outer contour of which approximates the ideal contour of the front insert, which is shown by curve 336 in FIG. 5 or circular cross-section 236 in FIG 4 or 136 of FIG. 3 is given. 6, the bottom-side insert 340 "consists of an annular plate. Also here, if desired, additional rings with a graduated outer diameter and / or a graduated inner diameter can be provided to approximate the desired ideal profile, for example to achieve an approximation to the profile 346 according to FIG. 3.
Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht. All information and features disclosed in the documents, in particular the disclosed spatial configuration, are claimed as essential to the invention insofar as they are new to the prior art, individually or in combination.

Claims

A n s p r ü c h e Expectations
1. Kapseln für Preßlinge zum Extrudieren von Gegen¬ ständen, insb. von Rohren, Stangen oder ähnlich profilier¬ ten, langgestreckten, dichten, metallischen Gegenständen, insbesondere aus rostfreiem Stahl oder hochlegierten Nickel¬ stählen, insbesondere warmfesten Stählen für Wärmetauscher, z.B. hochlegierten Nickelstählen mit 80 . Nickel und 20 % Chrom, wobei die Kapsel aus dünnem, vorzugsweise 1 bis 2 mm dickem und vorzugsweise kohlenstoffarmem, einen Kohlenstoff¬ gehalt kleiner als 0,015 $ , vorzugsweise kleiner als" 0,004 % , aufweisenden Blech besteht und in die Kapsel Pulver aus Metall oder Metallegierungen oder Mischungen da¬ von oder Mischungen von Pulvern aus Metallen und/oder Me¬ tallegierungen mit keramischen Pulvern gefüllt wird, das vorzugsweise aus sphärischen oder zum überwiegenden Teil aus sphärischen Körnern besteht, die in einer Schutzgas-, vorzugsweise Argonatmosphäre, aus dem gewünschten Ausgangs¬ material durch Atomisieren hergestellt sind und wobei die Dichte des in die Kapsel gefüllten Pulvers durch Vibration mit vorzugsweise 80 bis 100 Hz auf etwa 60- bis 71 % der theoretischen Dichte erhöht wird und nach Verschließen der Kapsel die Dichte des Pulvers durch isostatisches Kalt¬ pressen mit einem Druck von mindestens 4000 bar, vorzugs¬ weise 4200 bis 6000 bar, insbesondere 4500 bis 5000 bar, weiter auf mindestens 80 bis 93 % der theoretischen Dichte erhöht wird, dadurch g e- k e n n z e i c h n e t , daß zumindest der Außenmantel (102; 202; 302) der Kapsel (101; 201; 301) mit e'iner der Schrumpfung beim isostatischen Pres¬ sen entgegen- und nach außen gerichteten -Ausbauchung (103; 203; 303) versehen ist, die so bemessen ist, daß sie durch die Schrumpfung im wesentlichen wieder beseitigt wird und vorzugsweise an der vorderen und/oder hinteren Stirnseite der Kapsel (1; 101; 201) ein platten-, kegel-, halbkugel- oder trichterförmiger Einsatz (30, 40; 130, 140; 230, 240, 330, 340, 330', 340') ein- oder mehrteilig aus Voϊlmaterial und/oder aus Pulver gepreßt vorgesehen ist und wobei vor¬ zugsweise zumindest der Außenmantel (2; 102; 202; 302) der Kapsel (1; 101; 201) längs seines Umfangs etwa gleiche Festigkeitseigenschaften in axialer Richtung aufweist und insbesondere spiralgeschweißt oder extrudiert ist.1. Capsules for compacts for extruding objects, in particular pipes, rods or similar profiled, elongated, dense, metallic objects, in particular made of stainless steel or high-alloyed nickel steels, in particular heat-resistant steels for heat exchangers, for example high-alloyed nickel steels at 80. Nickel and 20% chromium, the capsule consisting of thin, preferably 1 to 2 mm thick and preferably low-carbon, a carbon content of less than $ 0.015, preferably less than " 0.004%, sheet metal and in the capsule powder of metal or metal alloys or mixtures thereof or mixtures of powders made of metals and / or metal alloys are filled with ceramic powders, which preferably consist of spherical or predominantly spherical grains, which in a protective gas, preferably argon, atmosphere, from the desired starting material Material are produced by atomization and the density of the powder filled in the capsule by vibration with preferably 80 to 100 Hz is increased to about 60 to 71% of the theoretical density and after sealing the capsule the density of the powder by cold isostatic pressing with a pressure of at least 4000 bar, preferably 4200 to 6000 bar, in particular 4500 to 5000 bar, is further increased to at least 80 to 93% of the theoretical density, characterized e- g indicating that at least the outer sheath (102; 202; 302) of the capsule (101; 201; 301) with e 'ne of shrinkage Isostatic presses counter and outward bulge (103; 203; 303) is provided, which is dimensioned such that it is essentially eliminated again by the shrinkage and preferably on the front and / or rear end face of the capsule ( 1; 101; 201) a plate, cone, hemisphere or funnel-shaped insert (30, 40; 130, 140; 230, 240, 330, 340, 330 ', 340') made of one or more parts from solid material and / or pressed from powder is provided and where vor¬ zu at least the outer jacket (2; 102; 202; 302) of the capsule (1; 101; 201) has approximately the same strength properties in the axial direction along its circumference and is in particular spiral welded or extruded.
2. Kapsel nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß der bzw. die Einsätze (330, 340) als die Kapsel (301) stirnseitig verschließende Deckel ausge¬ bildet und vorzugsweise mindestens zur Pulverfüllung (380) hin mit einer Zwischenschicht aus Glas versehen sind.2. Capsule according to claim 1, characterized ¬ characterized in that the insert (s) (330, 340) as the capsule (301) forms the front closing lid and preferably provided at least for powder filling (380) with an intermediate layer made of glass are.
-^DR- ^ DR
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3, Kapsel zum Herstellen von Preßlingen zum Extrudieren von Rohren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß Einsätze (20) für die vordere Stirnseite der Kapsel (1) verwendet werden, die trichterförmig ausgebildet sind und mit einer zentralen Bohrung (32) versehen sind, wobei der Winkel ( O zwischen der Wandung der zentralen Bohrung (32) für den Innenmantel (4) der Kapsel (1) und der kegeligen Mantelfläche (34) des trichterförmigen Einsatzes (30) etwa 40° bis 60°, vorzugs¬ weise etwa 45 beträgt.3, capsule for the production of compacts for the extrusion of pipes according to claim 1 or 2, characterized in that inserts (20) are used for the front end of the capsule (1), which are funnel-shaped and provided with a central bore (32) are, the angle (O between the wall of the central bore (32) for the inner jacket (4) of the capsule (1) and the conical jacket surface (34) of the funnel-shaped insert (30) being about 40 ° to 60 °, preferably is about 45.
4. Kapsel nach einen oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zumindestens an der vorderen Stirnseite der Kapsel (.101; 201) ein mit einer zentralen Bohrung (132; 232) versehener ringförmiger Ein¬ satz ( 130; 230) vorgesehen ist, der eine im wesentlichen4. Capsule according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that at least on the front end face of the capsule (.101; 201) with a central bore (132; 232) provided annular insert (130; 230) is provided, which is essentially one
plane Stirnfläche (134; 234) aufweist, und dessen Begrenzungs¬ fläche (136; 236) zwischen der Wandung der zentralen Bohrung (132; 232) und seinem größten Außendurchmesser ein etwa kreis¬ bogenförmiges Querschnittsprofil (136; 236) aufweist, wobei der Mittelpunkt des Kreisbogenprofils (136; 236), orzugsweise etwa im Bereich der kreisförmigen Schnittlinie (138; 238) zwischen der planen Stirnfläche (134; 234) und der zentralen Bohrung (132; 232) oder innerhalb dieses Kreises (138; 238) liegt.plane end face (134; 234), and its boundary surface (136; 236) between the wall of the central bore (132; 232) and its largest outside diameter has an approximately circular cross-sectional profile (136; 236), the center point of the circular arc profile (136; 236), or preferably approximately in the region of the circular section line (138; 238) between the flat end face (134; 234) and the central bore (132; 232) or within this circle (138; 238).
OMPI OMPI
5. Kapsel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Außen- und/ Innenmantel im Bereich der Kapselenden im wesentlichen zyli drische Abschnitte (156, 166; 256, 266; 356; 366) aufweist, deren Außen- und/oder Innendurchmesser im wesentlichen genau vorzugsweise bis auf etwa + 0,1 % oder + 0,2. mm, insbesonder + 0,1 mm, mit den gewünschten Durchmesserabmessungen des Pre lings übereinstimmt und daß die Ausbauchung (103; 203; 303) des Außenmantels tangential in diese zylindrischen Abschnitt einmündet und daß die Ausbauchung (103; 203; 303) von jedem der z lindrischen Abschnitte (156, 166; 256, 266; 356, 366) aus in axialer Richtung, jeweils zur Kapselmitte hin gesehen zunäch in einem ein konkaves Querschnittsprofil aufweisenden Bereic (157, 167; 257, 267; 357, 367) allmählich und stetig zunimmt wobei die Neigung des Außenmantels (102; 202) gegen die Kaps achse ebenfalls allmählich und stetig zunimmt, dann vorzugs¬ weise über einen kegelförmigen Zwischenbereich (158, 168; 258, 268; 358, 368) die Neigung des Außenmantels (102; 202; im wesentlichen etwa konstant bleibt und daß sich vorzugswei se ein Bereich (159, 169; 259, 269; 359, 369) anschließt, in dem der Außenmantel (102; 202; 302) ein nach außen konvexes Querschnittsprofil aufweist und allmählich und stetig in ein achsparallelen Mittelbereich (150; 250) übergeht und daß die Bereiche mit sich änderndem Querschnitt des Außenmantels (10 202; 302) jeweils einen Obergangsbereich (155, 165; 255, 265 355, 356) bilden, der vorzugsweise im Bereich eines Einsatze angeordnet ist, dessen Querschnittskontur (136, 146; 236, 245. Capsule according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the outer and / or inner shell in the capsule ends substantially cylindrical portions (156, 166; 256, 266; 356; 366), the outer and / or inside diameter essentially exactly up to about + 0.1% or + 0.2. mm, in particular + 0.1 mm, corresponds to the desired diameter dimensions of the pre lings and that the bulge (103; 203; 303) of the outer jacket opens tangentially into this cylindrical section and that the bulge (103; 203; 303) of each of the z cylindrical sections (156, 166; 256, 266; 356, 366) gradually and steadily in the axial direction, each viewed towards the center of the capsule, initially in a region (157, 167; 257, 267; 357, 367) with a concave cross-sectional profile increases, the inclination of the outer casing (102; 202) towards the cape axis also gradually and steadily increasing, then preferably the inclination of the outer casing (102; 202.) over a conical intermediate region (158, 168; 258, 268; 358, 368) ; remains approximately constant and that vorzugwei se an area (159, 169; 259, 269; 359, 369) adjoins in which the outer casing (102; 202; 302) has an outwardly convex cross-sectional profile and gradually and continuously ig into an axially parallel central area (150; 250) and that the areas with a changing cross section of the outer jacket (10 202; 302) each form a transition area (155, 165; 255, 265 355, 356), which is preferably arranged in the area of an insert whose cross-sectional contour (136, 146; 236, 24
-£\- O 336, 339; 346, 349) etwa ein Spiegelbild der Kontur des Ober¬ gangsbereichs darstellt, das an der Linie (170; 270; 370) der gewünschten Zylinderform des Preßlings gespiegelt, jedoch im Verhältnis von Durchmesser des Preßlings zu DurchmesserSchrum¬ pfung in radialer Richtung vergrößert ist.- £ \ - O 336, 339; 346, 349) represents a mirror image of the contour of the transition area, which is mirrored on the line (170; 270; 370) of the desired cylindrical shape of the compact, but enlarged in the radial direction in the ratio of the diameter of the compact to the diameter shrinkage.
's. ' s.
6. Preßling zum Extrudieren von Gegenständen, insb. von Rohren, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß er eine Kapsel (1; 101; 201; 301) gemäß einem oder mehreren der An¬ sprüche 1 bis 5 aufweist.6. Compact for extruding objects, in particular pipes, by virtue of the fact that it has a capsule (1; 101; 201; 301) according to one or more of claims 1 to 5.
7. Verfahren zum Herstellen von Kapseln nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß zumindest der Außenmantel der Kapsel, der vorzugsweise aus einem spiralgeschweißten oder- extrudierten Rohrabschnitt hergestellt wird, mit einer der Schrumpfung beim isostatischen Pressen entgegen- und nach außengerichteten Ausbauchung versehen wird,, die so bemessen ist, daß sie durch die Schrumpfung im wesent¬ lichen wieder beseitigt wird, wobei vorzugsweise der Außen- und/oder Innenmantel im Bereich der Kapselenden mit im we¬ sentlichen zylindrischen Abschnitten versehen wird, deren Außen- und/oder Innendurchmesser im wesentlichen genau, vorzugsweise bis auf etwa +_ 0,2 %, insbes. etwa +_ 0,1 % oder +_ 0,2 mm, insbes. +.0,1 mm, mit den gewünschten Durch¬ messerabmessungen des Preßlings übereinstimmt und die Ausbauchung des Außen- und/oder Innenmantels tangential in diese zylindrischen Abschnitte einmündet und vorzugs¬ weise an der vorderen und/oder hinteren Stirnseite .der Kapsel ein platten-, kegel-, halbkugel- oder trichter¬ förmiger ein- oder mehrteiliger Einsatz aus Vollmaterial und/oder aus Pulver gepreßt eingesetzt wird und vorzugs¬ weise zwischen den Einsätzen und dem Innenraum der Kapsel Glasschichten angeordnet werden.7. A method for producing capsules according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that at least the outer shell of the capsule, which is preferably produced from a spiral welded or extruded tube section, with one of the shrinkage during isostatic pressing. and is provided towards the outside bulge, which is dimensioned such that it is essentially eliminated again by the shrinkage, preferably the outer and / or inner jacket in the region of the capsule ends being provided with essentially cylindrical sections, the Outer and / or inner diameter essentially exactly, preferably down to about + _ 0.2%, in particular about + _ 0.1% or + _ 0.2 mm, in particular. + 0.1 mm, with the desired Diameter dimensions of the compact matches and the bulge of the outer and / or inner shell tangentially opens into these cylindrical sections and, preferably, a plate-shaped, conical, hemispherical or funnel-shaped one-part or multi-part insert made of solid material and / or powder is used on the front and / or rear end face of the capsule and is preferably used ¬ Glass layers can be arranged between the inserts and the interior of the capsule.
8. Verfahren zum Herstellen von Preßlingen gemäß An¬ spruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kapsel gemäß Anspruch 7 hergestellt wird, wobei min¬ destens an der vorderen Stirnseite ein Einsatz vorgesehen ist, der aus einem duktilen Material, vorzugsweise duktilen Metall, wie z.B. Weicheisen, kohlenstoffarmer Stahl oder8. A method for producing compacts according to claim 6, characterized in that the capsule is produced according to claim 7, an insert being provided at least on the front end face, which is made of a ductile material, preferably ductile metal, such as e.g. Soft iron, low carbon steel or
Gußeisen, hergestellt wird, dessen Fließgrenze in Container der Extrusionspresse merklich unterhalb der Fließgrenze der Pulverfüllung des Preßlings liegt, derart, daß der Extrusions- vorgang bei dem für das duktile Material des Einsatzes er¬ forderlichen Druck beginnt und durch Tunneleffekt auf die Pulverfüllung übergreift.Cast iron is produced, the flow limit of which in the extrusion press container is noticeably below the flow limit of the powder filling of the compact, such that the extrusion process begins at the pressure required for the ductile material of the insert and overlaps the powder filling due to the tunnel effect.
9. Verfahren zum Extrudieren von Gegenständen, insb. von Rohren, Stangen oder ähnlich profilierten, langgestreckten,, dichten, metallischen Gegenständen, insbesondere aus rost¬ freiem Stahl oder hochlegierten Nickelstählen, insbesondere warmfesten Stählen für Wärmetauscher, z.B. hochlegierten Nickelstählen mit 80 % Nickel und 20 % Chrom, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß Kapseln oder Preßlinge ver- wendet werden, die die Merkmale eines oder mehrerer der Ansprüche 1 bis 6 aufweisen und/oder nach dem Verfahren gemäß Anspruch '8 hergestellt sind.9. Process for extruding objects, in particular pipes, rods or similarly profiled, elongated, dense, metallic objects, in particular made of stainless steel or high-alloyed nickel steels, in particular heat-resistant steels for heat exchangers, for example high-alloyed nickel steels with 80% nickel and 20% chromium, characterized by the fact that capsules or compacts are used, which have the features of one or more of claims 1 to 6 and / or are produced by the method according to claim ' 8.
10. . Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß zur Erzielung einer guten Schmierung beim Extrudiervorgang, das zur Schmierung dienende Glas, welches in Form einer Glasrondelle an der Stirnseite (34, 134, 234, 334) des Preßlings im Container bzw. Rezipienten der Extrusionspresse plaziert wird, durch die abgeschrägte vordere Kante (35, 135, 235, 335) des vorderen Einsatzes (30, 130, 230, 330, 330') und die sehr genaue Anpassung des im wesentlichen genau zylindrischen Außendurchmessers des Preßlings an den im wesentlichen zylindrischen Innendurchmesser des Containers bzw. Rezipienten der Extrusionspresse während des gesamten Extrudiervorganges etwa gleichmäßig in Umfangrichtung ver¬ teilt zwischen Werkzeug und extrudiertem Gegenstand zugeführt wird.10.. A method according to claim 9, characterized ¬ characterized in that to achieve good lubrication during the extrusion process, the glass used for lubrication, which in the form of a glass rondelle on the end face (34, 134, 234, 334) of the compact in the container or recipient Extrusion press is placed by the beveled front edge (35, 135, 235, 335) of the front insert (30, 130, 230, 330, 330 ') and the very precise adaptation of the substantially exactly cylindrical outer diameter of the compact to the substantially cylindrical inner diameter of the container or recipient of the extrusion press is distributed approximately uniformly in the circumferential direction between the tool and the extruded object during the entire extrusion process.
OMPI OMPI
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