WO2011073745A2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von feinkörnigen, polykristallinen werkstoffen oder werstücken aus länglichen oder rohrförmigen halbzeugen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung von feinkörnigen, polykristallinen werkstoffen oder werstücken aus länglichen oder rohrförmigen halbzeugen Download PDF

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    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working

Definitions

  • the invention relates to a method for producing samples or semi-finished products from fine-grained metallic structures.
  • Such fine-grained structures allow an excellent combination of great ductility and high strength.
  • a preferred route for producing such structures are large plastic ones
  • the invention also relates to a tool system for such a method.
  • the invention relates to a method of the first group.
  • ECAP Equal Channel Angular Pressing
  • Intermittent operation may also be circumvented by the teachings of US 6,571,593 B1 and US 2004/0123638 A1. Here it is proposed to move the workpiece by rotating rollers or rollers through fixed dies.
  • Production of fine-grained structure can be used. These reinforce the desired effects of the increased strength and formability of the materials.
  • a device for producing a molded part with nanostructured structure from a thin plate describes DE 10 2008 002 736 A1.
  • a plate is clamped between rotatable stamps to produce by shear in the material fine-grained structure. Subsequently, the punches can be used to perform a shaping of the plate by compression and / or tension forming. The method is limited to flat semi-finished products.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method and a device with which arbitrarily large plastic deformations can be exerted on a metallic semi-finished product without the starting and end geometry undergoing a great change and at the same time surfaces and near-surface regions of the samples not exposed to strong friction loads. This is achieved by a method with the recited in claim 1
  • a semifinished product with a cross-section which remains constant in the longitudinal axis is used.
  • the shape of the cross section may be circular, square or in the form of another polygon.
  • hollow sections can also be used as semi-finished products. Then it may be advantageous to fill the cavity with gaseous, liquid or solid substances.
  • hollow sections are filled with shapeless solids, for example powder of metal, glass or plastic.
  • Tool segments on the semi-finished a When moved toward each other, form an elongated cavity, at least partially closed, which is angled longitudinally at at least one location.
  • the tool engraving extends longitudinally over the locations of the
  • Tool segments are moved toward and away from the workpiece. During the movement on the workpiece this experiences a force.
  • the action of force causes shearing at at least one point of the semifinished product. It may also be advantageous, however, with several of these places
  • the shear sites are formed and arranged so that the directions of incoming and outgoing semi-finished products are parallel to one another.
  • the advance of the semifinished product can take place during the opening of the segments. Then the semi-finished product is not in contact with the tools and the
  • Feed forces are extremely low. As a result, the influence of friction on the process and the surface shape are very low.
  • the workpiece can also be pressed or pulled continuously during machining in the longitudinal direction. This results in a movement in the longitudinal direction during each opening and closing operation of the tool segments.
  • the feed force in the longitudinal direction a further axial force can be superimposed. Then, a force is applied in both compressive or tensile direction at both ends of the workpiece.
  • the generated voltage overlay can have a positive effect on the form fidelity and the material properties.
  • the force can be transmitted from the drive to the workpiece by means of extensions.
  • the workpiece can be pushed or pulled through the segments several times. This can be done either by a removal and a re-run on the original page. However, it may also be advantageous to reverse the processing by reversing the direction of movement in the longitudinal direction.
  • Re-threading can be rotated in relation to the original orientation.
  • the segments or the workpiece or both can rotate about an axis. For example, if the workpiece or segments rotate about the central axis of the workpiece at the entrance of the workpiece into the segments, then at the first location the change in direction of the longitudinal axis is sheared
  • the processes can remain constant in their speed during the duration of the process or can be selectively varied. The latter is advantageous if different properties are desired over the length of a component.
  • the temperature during the process can be at room temperature or above or below due to heating or cooling. Also partially stated
  • This temperature profile may be due to local heating or cooling or by forming heat, due to different speeds of the
  • Tool segment movements or the workpiece or segment rotation can flow out at different speeds can be achieved.
  • the invention further comprises an apparatus for producing fine-grained, polycrystalline materials or workpieces.
  • the device consists of at least two tool segments, which can be moved towards and away from each other by at least one drive.
  • the tool segments together form an at least partially closed in the circumferential direction cavity.
  • the longitudinal direction of the cavity has at least one point with a kink.
  • This kink can be achieved by at least one
  • the apparatus may further comprise a turning device for the workpiece or the
  • Such drives are known from the technology of rotary or rotary swaging and can be used here.
  • Fig. 3 tool segments for working in the extended state and sections of workpiece surfaces.
  • Fig. 1 is a workpiece 1 during the inventive
  • Direction changes 4, 4, 4 " , 4 "' along the longitudinal axis At these points of change of direction, shear stresses are introduced into the workpiece.
  • the workpiece shown has a circular contour in the circumferential direction 3. Considering the size and shape of the cross sections in the longitudinal direction 2 along the
  • Tool system is introduced, it has first in the longitudinal direction, the square cross-sectional area 6.
  • the square cross-sectional area 6 When further advancing the workpiece 1 in the
  • Tool system it is brought by reaching the deflection point 4 by a shear, symbolically represented by arrow 5 in the mold 6.
  • the shear is clearly visible.
  • the material particle experiences the steps 6 " , 6 " 'before it emerges from the tool system in the mold 6 "” .
  • the transport is carried out by a force in the direction of 2.
  • workpieces can be arranged one behind the other or also extensions can be used for the complete push-through of the workpieces.
  • FIG. 3 shows two exemplary tool segments 7, 8 which are moved in a device in the direction 9, 10 onto the workpiece to be machined with the surface regions 14, 14 ' .
  • 2 of 4 are provided
  • Tool segments shown In other embodiments, also 2, 3 or more than 4 tool segments are advantageous.
  • the drive of the tools can be done for example in known rotary kneading machines. In the
  • Tool segments are the contours 13,13 ' incorporated. Are the
  • Tool segments moved together so that they touch the stop surfaces 15,15 ' , a cavity is formed by them, which has two deflection in the longitudinal direction. At these the workpieces are deflected, which goes hand in hand with a shear. In addition to the tool movements in the directions 9,10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung feinkörniger, polykristalliner Werkstoffe oder Werkstücke. Im Gegensatz zu bisherigen Verfahren werden die großen Scherdeformationen in dem Werkstück erreicht ohne dass es zu großen Reiberscheinungen zwischen Werkzeugen und Werkstücken kommt. Zu diesem Zweck werden segmentierte Werkzeuge (7; 8) eingesetzt, die während des Prozesses in radialer Richtung auf das Werkstück zu und von ihm weg bewegt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von feinkörnigen, polykristallinen Werkstoffen oder Werkstücken aus länglichen oder roh rförm igen Halbzeugen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Proben oder Halbzeugen aus feinkörnigen metallischen Gefügen. Derartige feinkörnige Gefüge erlauben eine ausgezeichnete Kombination von großer Duktilität und hoher Festigkeit. Eine bevorzugte Route zur Herstellung derartiger Gefüge sind große plastische
Deformationen. Die Erfindung betrifft auch ein Werkzeugsystem für ein solches Verfahren.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von feinkörnigen metallischen Gefügen durch große plastische Deformationen bekannt. Diese lassen sich in Verfahren, bei denen die End- und Ausgangsgeometrie der Werkstücke oder Proben gleich sind, und in Verfahren, bei denen die plastische Deformation zu einer Formänderung geführt haben, einteilen. Erstere haben den Vorteil, dass die Prozesse im Prinzip beliebig oft wiederholt werden können und somit die eingebrachten plastischen Deformationen in weiten Bereichen variiert werden können. Zu der zweiten genannten Gruppe gehören Verfahren wie das aus der KR102006013211AA bekannte accumulative roll-bonding Verfahren. Die
Erfindung betrifft ein Verfahren der ersten Gruppe.
Bekannteste Vertreter aus der Gruppe der Verfahren mit gleichen End- und
Ausgangsgeometrien sind die Equal Channel Angular Pressing (ECAP) Verfahren. Diese beruhen darauf, dass eine Probe oder ein Werkstück durch eine feststehende Matrize, die einen Kanal konstanter Querschnittsfläche aufweist, gedrückt wird. Der Kanal ist in Längsrichtung abgewinkelt. Dadurch kommt es beim Durchdrücken zu einer Scherung des Werkstoffs und infolge dessen zu großen plastischen
Deformationen.
Aus der US 6,399,215 B1 ist bekannt, dass durch ECAP Prozesse feinkörniges Titan hergestellt werden kann indem ein grobkörniges Werkstück mehrfach durch einen Kanal gedrückt wird und zwischen einzelnen Prozessschritten um die Längsachse rotiert wird.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Weiterentwicklungen der ECAP Verfahren sind aus der JP 2003245712 A und der DE 10 2005 049 369 A1 bekannt. Es wird vorgeschlagen ein Werkstück durch eine mehrfach abgewinkelte Strangpressmatrize zu drücken. Dadurch kann ein diskontinuierlicher Betrieb der Komfeinungsbehandlung unter Umständen vermieden werden.
Ein diskontinuierlicher Betrieb kann auch durch die Lehren der US 6,571 ,593 B1 und US 2004/0123638 A1 umgangen werden. Hier wird vorgeschlagen, das Werkstück durch rotierende Rollen oder Walzen durch feststehende Matrizen zu bewegen.
In DE 10 2008 033 027 A1 sind Wärmebehandlungen für metallische Werkstoffe beschrieben, welche vor und nach einem ECAP oder anderen Prozess zur
Herstellung von feinkörnigem Gefüge eingesetzt werden können. Diese verstärken die gewünschten Effekte der erhöhten Festigkeit und Umformbarkeit der Werkstoffe.
Nachteile der ECAP Verfahren ergeben sich vor allem durch die hohen auftretenden Reibkräfte. Diese führen zu einem Verschleiß der Werkzeuge und zu unansehnlichen oder unbrauchbaren Oberflächen der Proben oder Werkstücke. Aus der US 2005 016243 A1 ist eine Lösung bekannt, die den Gebrauch von Schmiermitteln vorsieht und von einem in Längsrichtung verschiebbaren Schlitten Gebrauch macht. Auch bei dieser Verbesserung verbleiben allerdings noch erhebliche Flächen in denen
Reibung zwischen Werkstück und Werkzeug bei gleichzeitig hohen wirkenden Normalspannungen auftritt.
In US 2009/0126444 A1 wird ein kontinuierliches inkrementelles Umformverfahren zur Kornfeinung von Werkstoffen vorgestellt bei dem der Reibungseinfluss durch ein bewegliches Werkzeugsegment, das die Werkzeuggravur in Längsrichtung des Kanals unterbricht, reduziert wird. Dies kann allerdings dazu führen, dass an den Stellen der Scherung eine Wulstbildung einsetzt. Diese verhindert ein vollständiges Schließen des Werkzeugs. Als nachteilig muss bei dieser Lösung auch angesehen werden, dass ein Reversierbetrieb zur Steigerung der plastischen Dehnung durch eine Umkehr der Vorschubrichtung nicht möglich ist. Nachteilig ist ferner, dass nur in einem kleinen Bereich der Gravur die Reibungseinflüsse vermindert werden.
Insbesondere an den senkrecht zur Bewegungsrichtung des Werkzeugsegments und der Längsrichtung liegenden Begrenzungsflächen wirken unvermindert beträchtliche Reibkräfte.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Formteils mit nanostrukturiertem Gefüge aus einer dünnen Platte beschreibt DE 10 2008 002 736 A1. Eine Platte wird zwischen drehbare Stempel verspannt, um durch Scherung im Material feinkörniges Gefüge zu erzeugen. Anschließend können die Stempel genutzt werden, um eine Formgebung der Platte durch Druck- und/oder Zugumformung durchzuführen. Das Verfahren ist auf flächige Halbzeuge beschränkt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit zu stellen, mit dem beliebig große plastische Deformationen an einem metallischen Halbzeug ausgeübt werden können, ohne dass die Ausgangs- und Endgeometrie eine große Veränderung erfährt und gleichzeitig Oberflächen und oberflächennahe Bereiche der Proben nicht starken Reibbelastungen ausgesetzt werden. Dies wird durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angeführten
Merkmalen und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird ein Halbzeug mit einem in Längsachse gleich bleibendem Querschnitt eingesetzt. Die Form des Querschnitts kann kreisförmig, quadratisch oder in Form eines anderen Vieleckes ausgebildet sein. Neben Vollprofilen können auch Hohlprofile als Halbzeug verwendet werden. Dann kann es vorteilhaft sein, den Hohlraum mit gasförmigen, flüssigen oder festen Stoffen zu füllen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Hohlprofile mit formlosen festen Stoffen, beispielsweise Pulver aus Metall, Glas oder Kunststoff, gefüllt.
Während des erfindungsgemäßen Prozesses wirken gleichzeitig mehrere
Werkzeugsegmente auf das Halbzeug ein. Die Werkzeugsegmente bilden, wenn sie aufeinander zu bewegt wurden, einen mindestens bereichsweise geschlossenen länglichen Hohlraum, der in Längsrichtung an mindestens einer Stelle abgewinkelt ist. Die Werkzeuggravur erstreckt sich in Längsrichtung über die Stellen der
Scherumformung hinweg, wodurch keine Gefahr der Wulstbildung im Bereich der größten Scherumformung besteht. Die Größe der Querschnittsfläche des länglichen Hohlraums ändert sich in Längsrichtung nicht oder allenfalls geringfügig. Die
Werkzeugsegmente werden auf das Werkstück zu und weg bewegt. Während der Bewegung auf das Werkstück erfährt dieses eine Krafteinwirkung.
Durch die Krafteinwirkung erfolgt an mindestens einer Stelle des Halbzeugs eine Scherung. Vorteilhaft kann es aber auch sein, mehrere dieser Stellen mit
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Scherwirkung in Längsrichtung der Werkzeugsegmente nacheinander anzuordnen. Dann können in einem Durchlauf durch die Werkzeuge große plastische
Deformationen erzielt werden. In einer bevorzugten Anordnung werden die Stellen mit Scherwirkung so ausgebildet und angeordnet, dass die Richtungen von ein- und austretendem Halbzeug parallel zueinander verlaufen.
Der Vorschub des Halbzeuges kann während der Öffnung der Segmente erfolgen. Dann steht das Halbzeug nicht mit den Werkzeugen in Kontakt und die
Vorschubkräfte sind äußerst gering. Dadurch sind Einflüsse der Reibung auf den Prozess und die Oberflächengestalt sehr gering.
Das Werkstück kann aber auch während der Bearbeitung in Längsrichtung kontinuierlich gedrückt oder gezogen werden. Dadurch kommt es während jedes Öffnungs- und Schließvorgangs der Werkzeugsegmente zu einer Bewegung in Längsrichtung.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Vorschubkraft in Längsrichtung eine weitere axiale Kraft überlagert werden. Dann wird an beiden Enden des Werkstücks eine Kraft in Druck- oder Zugrichtung aufgebracht. Die erzeugte Spannungsüberlagerung kann sich auf die Formtreue und die Werkstoffeigenschaften günstig auswirken.
Falls das Werkstück nicht auf beiden Endseiten der Werkzeugsegmente frei heraussteht, kann mit Hilfe von Verlängerungen die Kraft von dem Antrieb auf das Werkstück übertragen werden.
Um größere Umformgrade zu erreichen, kann das Werkstück mehrmals durch die Segmente geschoben oder gezogen werden. Dies kann entweder durch eine Entnahme und ein Wiederzuführen auf der ursprünglichen Seite geschehen. Es kann aber auch vorteilhaft sein, die Bearbeitung durch Umkehr der Bewegungsrichtung in Längsrichtung zu reversieren. Die Orientierung des Werkstücks beim
Wiederzuführen kann gegenüber der ursprünglichen Orientierung gedreht werden.
Während der Bewegung der Segmente kann auf eine gleichzeitige Rotation der Segmente und des Werkstücks verzichtet werden. Ebenso können aber auch entweder die Segmente oder das Werkstück oder beide um eine Achse rotieren. Wenn beispielsweise das Werkstück oder die Segmente um die Mittelachse des Werkstücks am Eintritt des Werkstücks in die Segmente rotieren, dann erfolgt an der ersten Stelle der Richtungsänderung der Längsachse eine Scherung, dessen
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Richtung mit der Rotation umläuft. Dies kann für eine Steigerung der plastischen Scherungen und eine Vergleichmäßigung der Eigenschaften über alle Richtungen innerhalb eines Querschnitts genutzt werden.
Die Vorgänge können in ihrer Geschwindigkeit während der Dauer des Prozesses konstant bleiben oder gezielt variiert werden. Letzteres ist vorteilhaft, wenn über der Länge eines Bauteils unterschiedliche Eigenschaften gewünscht sind.
Die Temperatur während des Prozesses kann bei Raumtemperatur liegen oder auch durch Erwärmung oder Kühlung ober- oder unterhalb liegen. Auch partiell
unterschiedliche Eigenschaften sind durch ein gezielt eingebrachtes Temperaturprofil einstellbar. Dieses Temperaturprofil kann durch lokales Erwärmen oder Kühlen oder durch Umformwärme, die infolge unterschiedlicher Geschwindigkeiten der
Werkzeugsegmentbewegungen oder der Werkstück- oder Segmentrotation unterschiedlich schnell abfließen kann, erreicht werden.
Die Erfindung umfasst ferner eine Vorrichtung zur Herstellung feinkörniger, polykristalliner Werkstoffe oder Werkstücke. Die Vorrichtung besteht aus mindestens zwei Werkzeugsegmenten, die durch mindestens einen Antrieb aufeinander zu und weg bewegt werden können. Die Werkzeugsegmente bilden gemeinsam eine mindestens bereichsweise in Umfangsrichtung geschlossene Kavität. Die
Längsrichtung der Kavität weist mindestens eine Stelle mit einer Knickstelle auf. Diese Knickstelle kann dadurch erreicht werden, dass an mindestens einem
Segment hin zum Mittelpunkt der Kavität eine Materialanhäufung und an einem anderen Segment eine Verminderung des Materialvolumens erfolgt.
Die Vorrichtung kann ferner eine Drehvorrichtung für das Werkstück oder die
Werkzeugsegmente enthalten. Derartige Antriebe sind aus der Technologie des Rundhämmerns oder Rundknetens bekannt und können hier eingesetzt werden.
Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in Ausführungsbeispielen dargestellt. Insbesondere ist in allen Ausführungsformen eine runde Querschnittsgeometrie ohne Hohlraum gezeigt. Wie bereits oben dargestellt, umfasst die Lehre der Erfindung aber insbesondere auch andere Querschnittsformen. Es zeigen:
Fig. 1 ein Werkstück während der erfindungsgemäßen Bearbeitung,
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) Fig. 2 die während der Bearbeitung auftretenden Scherungen,
Fig. 3 Werkzeugsegmente für die Bearbeitung im auseinander bewegten Zustand sowie Ausschnitte von Werkstückoberflächen.
In Fig. 1 ist ein Werkstück 1 während des erfindungsgemäßen
Bearbeitungsprozesses zu sehen. Es weist in Längsrichtung 2 mehrere
Richtungsänderungen 4, 4 ,4", 4"' entlang der Längsachse auf. An diesen Stellen der Richtungsänderung werden Scherspannungen in das Werkstück eingebracht. Das gezeigte Werkstück hat in Umfangsrichtung 3 eine kreisrunde Kontur. Betrachtet man die Größe und Form der Querschnitte in Längsrichtung 2 entlang der
Längsachse des Werkstücks so erkennt man die konstante Form und Größe der Flächen senkrecht zu der Längsachse.
In Fig. 2 ist ein Werkstoffteilchen in verschiedenen Phasen des Prozesses
schematisch dargestellt. Wenn das Werkstück 1 in das nicht dargestellte
Werkzeugsystem eingeführt wird, hat es zunächst in Längsrichtung die quadratische Querschnittsfläche 6. Beim weiteren Vorschieben des Werkstückes 1 in das
Werkzeugsystem wird es bei Erreichen der Umlenkstelle 4 durch eine Scherung, symbolisch dargestellt durch Pfeil 5, in die Form 6 gebracht. Hier ist die Scherung deutlich erkennbar. Im weiteren Verlauf erfährt das Werkstoffteilchen die Stufen 6",6"'bevor es in der Form 6"" aus dem Werkzeugsystem austritt. Der Transport erfolgt durch eine Kraft in Richtung 2. Es können mehrere Werkstücke hintereinander angeordnet werden oder auch Verlängerungen zum vollständigen Durchschieben der Werkstücke genutzt werden.
Fig. 3 zeigt 2 beispielhafte Werkzeugsegmente 7,8, die in einer Vorrichtung in Richtung 9,10 auf das zu bearbeitende Werkstück mit den Oberflächenbereichen 14,14' bewegt werden. In dem dargestellten Fall sind 2 von 4 vorgesehenen
Werkzeugsegmenten gezeigt. In anderen Ausführungsformen sind auch 2, 3 oder mehr als 4 Werkzeugsegmente vorteilhaft. Der Antrieb der Werkzeuge kann beispielsweise in bekannten Rundknetmaschinen erfolgen. In die
Werkzeugsegmente sind die Konturen 13,13'eingearbeitet. Sind die
Werkzeugsegmente zusammen gefahren, sodass sie sich an den Anschlagflächen 15,15' berühren, wird von ihnen ein Hohlraum gebildet, der in Längsrichtung 2 Umlenkstellen aufweist. An diesen werden die Werkstücke umgelenkt, was mit einer Scherung einher geht. Neben den Werkzeugbewegungen in den Richtungen 9,10
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6) können auch Kräfte in den Richtungen 11 und 12 auf die Enden der Werkstücke wirken. Dafür kommen bekannte Antriebe, beispielsweise hydraulischer oder elektrischer Art, in Betracht.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6)

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von feinkörnigen, polykristallinen Werkstoffen oder Werkstücken aus länglichen oder rohrförmigen Halbzeugen bei dem die Werkstücke durch einen rohrförmigen Hohlraum in axialer Richtung 2 bewegt werden, der Hohlraum in Längsrichtung mindestens eine Richtungsänderung aufweist und Schnitte 16, 16' durch den Hohlraum eine annähernd gleiche Größe und Form aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum von mindestens zwei Werkzeugsegmenten, die sich in Längsrichtung über die Stellen der Richtungsänderung hinweg erstrecken, gebildet wird, deren mindestens eine Trennfläche 15, 15' mit einer Flächennormalen senkrecht zur Längsrichtung sich in Längsrichtung des Hohlraums erstreckt, und dass, während das Werkstück sich mindestens teilweise in dem Hohlraum befindet, der Hohlraum über dem gesamten Umfang in radialer Richtung geweitet und wieder geschlossen wird indem mindestens ein Werkzeugsegment 7, 8 von dem Werkstück in radialer Richtung weg und auf das Werkstück zu bewegt wird 9, 10 wodurch beim Annähern der Werkzeugsegmente an das Werkstück in dem Werkstück an der mindestens einen Stelle der Richtungsänderung 4, 4', 4", 4"' eine Scherdeformation eingebracht wird.
2. Verfahren zur Herstellung von feinkörnigen, polykristallinen Werkstoffen oder Werkstücken nach Anspruch 1 wobei gleichzeitig eine Kraft in axialer Richtung 11 , 12 auf das Werkstück wirkt.
3. Verfahren zur Herstellung von feinkörnigen, polykristallinen Werkstoffen oder Werkstücken nach Anspruch 1 oder 2 wobei die Halbzeuge als Hohlprofile ausgebildet sind.
4. Verfahren zur Herstellung von feinkörnigen, polykristallinen Werkstoffen oder Werkstücken nach Anspruch 1 , 2 oder 3 wobei die Längsachse des von den Werkzeugsegmenten im Zustand der maximalen Annäherung gebildeten Hohlraumes mehrere Richtungsänderungen 4, 4', 4", 4"' enthält.
5. Verfahren zur Herstellung von feinkörnigen, polykristallinen Werkstoffen oder Werkstücken nach Anspruch 1 , 2,3 oder 4 wobei die Richtung des Halbzeugs beim Eintreten in das Werkzeugsystem parallel zur Richtung des umgeformten Werkstücks beim Austritt aus dem Werkzeug verläuft.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6)
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 -5 wobei zusätzlich eine Drehung der Werkzeugsegmente relativ zu dem Werkstück in Umfangsrichtung des
Werkstücks erfolgt.
7. Vorrichtung zur Herstellung von feinkörnigen, polykristallinen Werkstoffen oder Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens zwei Werkzeugsegmente enthält,
die durch mindestens einen Antrieb aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können, dabei während des aufeinander zu Bewegens ein in Umfangsrichtung mindestens annähernd geschlossener Hohlraum entsteht, der eine Längsachse aufweist, die in Längsrichtung mindestens eine
Umlenkstelle 4, 4', 4", 4"' aufweist über die hinaus sich die mindestens zwei Werkzeugsegmente in Längsrichtung erstrecken, und dessen Querschnitte 16, 16' entlang der Längsachse im Wesentlichen die gleiche Form und Größe aufweisen und dabei während des voneinander weg Bewegens der Hohlraum über dem gesamten Umfang geweitet wird und deren mindestens eine
Trennfläche 15, 15' mit einer Flächennormalen senkrecht zur Längsrichtung sich in Längsrichtung des Hohlraums erstreckt, sowie eine
Vorschubeinrichtung, die eine Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeugsegmenten entlang der Längsachse des von den
Werkzeugsegmenten gebildeten Hohlraums erzeugt.
8. Vorrichtung zur Herstellung von feinkörnigen, polykristallinen Werkstoffen oder Werkstücken nach Anspruch 7, wobei neben der Vorschubbewegung auch eine überlagerte Druckspannung in dem Werkstück dadurch erzeugt werden kann, dass an beiden Enden des Werkstücks eine Kraft in Längsrichtung des Werkstücks aufgebracht werden kann.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8 wobei zusätzlich eine Drehvorrichtung das Werkstück um die Längsachse des Werkstückes dreht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, 8 oder 9 wobei zusätzlich die Werkzeuge um die Längsachse des Werkstücks rotiert werden.
EINBEZOGEN DURCH VERWEIS (REGEL 20.6)
PCT/IB2010/002737 2009-10-23 2010-10-22 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von feinkörnigen, polykristallinen werkstoffen oder werstücken aus länglichen oder rohrförmigen halbzeugen WO2011073745A2 (de)

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