CH194805A - Verfahren zum Herstellen von Formkörpern aus hartem, bei erhöhter Temperatur formbarem Material. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Herstellen     von    Formkörpern aus hartem, bei erhöhter Temperatur  formbarem Material.    Es sind Verfahren und Vorrichtungen  zum Herstellen von Formkörpern aus har  tem     Material    bekannt, ,gemäss welchen vorge  formte     Presslinge    aus     Metallpulvern.    erhitzt  und unmittelbar nach dem Erhitzen durch  einen     Pressstempel    in eine darunter     hefind-          liche        Matrize        getrieben    und dort zur     Ver-          .dichtung    .gelangen.  



  Diesen Verfahren     haftet    .der     Nachteil    an,       da.ss    es damit nur sehr schwierig oder gar  unmöglich ist, auch     komplizierter        gestaltete,          verdichtete    Formkörper zu erhalten.  



  Vorliegende Erfindung zeigt nun einen  Weg, um selbst die     kompliziertesten        Form-          linge    (Formstücke) mit     hochverdichtetem     Gefüge zu erhalten und umfasst dieses neue  Verfahren nicht bloss die     Verarbeitung    von  (erhitzten)     Presslingen    aus Metallpulvern,  sondern unter anderem auch diejenigen von  Stäben,     Platten,    Scheiben und     dergl.,    z. B.  aus Metallen, Legierungen,     Metalloiden,     Gläsern.  



  Das Wesen der Erfindung besteht darin,         dass    ein     Körper    aus dem genannten     Material     bis     mindestens    nahe an die     Erweichungs-          temperatur        erhitzt    und durch schlagartig  ausgeübten Druck eines     kolbenförmigen          Pressstempels    in einen vom Stempel nicht be  strichenen Formraum getrieben wird.

   Zu  diesem Zweck     ist    es angezeigt, die     Körper     mit dem     Pressstempel    in: so kurzer Zeit zu  behandeln (meistenteils in einem     Bruchteil     einer Sekunde),     dass    praktisch keine Abküh  lung der zu formenden Körper     unter    ihre       Erweichungstemperatur    stattfindet. Versuche  haben gezeigt,     dass    die meisten Körper bei  einer derartigen Behandlung sich wie wei  ches Wachs verhalten und fähig sind, die       feinsten    Linien, Winkel, Ecken und Krüm  mungen der Matrize auszufüllen.

   In sehr  vielen Fällen verhält sich der     erweichte     Formling unter der Einwirkung des     Press-          stempels    wie eine zähe Flüssigkeit und lässt  sich durch denselben in der Vorrichtung wie  die Flüssigkeit in einer Pumpe behandeln.

    Begünstigt wird die     Verformung    und Ver-           dichtung    durch ,die in der     erwärmten        Maes-e     während ihrer Behandlung durch den     Press-          stempel    auftretende, grosse innere Reibung,  die mit einer Temperaturerhöhung verbunden  ist, wodurch ein Absinken der Temperatur  der Masse unterhalb der     Erweichungstempe-          ratur    in der kurzen Zeitspanne der Verfor  mung hintangehalten     wird..     



  In der beiliegenden     Zeichnung    sind Aus  führungsbeispiele von Vorrichtungen zur  Durchführung des erfindungsgemässen Ver  fahrens     schematisch    zur Darstellung ge  bracht.     ..     



  Nach     Fig.    1 der Zeichnung schliesst sich  an den Kolbenraum f unmittelbar noch eine       zweite    Kammer e an, in welche der durch die  Erhitzung erweichte Körper (der mittlere  Teil des     Formlings    b) durch den     kolbenför-          migen    Stempel     a        hereingepresst    wird. Die  seitliche Kammer kann völlig unabhängig  von der     Querschnittsform    des     Stempels    a  ausgeführt sein. Sie kann vielmehr eine von  ihr abweichende Form besitzen.

   Nach dem  Erkalten wird der Stempel a aus dem Kol  benraum<I>f</I> gezogen und die Matrize<I>d, g, r</I>  hierauf     in    ihre     Bestandteile    zerlegt. Hier  durch wird der inzwischen erstarrte     Form-          ling    h freigelegt und kann seiner Verwen  dung oder     Weiterverarbeitung    zugeführt  werden. In     Fig.    3 ist eine     Vorrichtung    ähn  licher Art für die     Darstellung    von     hochge-          pressten    Ringen aus Metallen, Hartlegierun  gen,     Metalloiden    usw. zur Darstellung ge  bracht.

   Der     Pressstempel        ä    treibt den ausge  stanzten     mittleren    Teil .des Formlings b um  einen feststehenden Dorn     k    in die ringförmig       gestaltete    Matrize     g.    Auf     fliese        Weise    ist  es leicht möglich, mit der Vorrichtung ring  förmige Gebilde h'     (Fig.4),    wie auch bei  einer entsprechenden Ausführung der Ma  trize, Zahnräder zu pressen     bezw.    zu erzeu  gen.

   Da sich der erhitzte und gepresste  Ring h' (Zahnrad) nach dem Erkalten an  den Dorn k     anpresst,    kann zur Erleichterung  der Abhebung des Ringes .derselbe schwach  konisch gestaltet sein. Der Dorn kann auch  fortgelassen sein. Es kann aber auch der       Dorn   <I>1</I> drehbar und um die vertikale Achse<I>j</I>    schwach exzentrisch umlaufend angeordnet  sein, der dann während des Vorganges des  Einpressens auf schnellen Umlauf gebracht  wird (Fix. 5).     Hiedurch    wird eine Umklam  merung -des Dornes durch den     erkalteten     Ring vermieden (Fix. 6).  



  In den     Fig.    1, 3 und 5 sind die     Form-          linge    b zwecks Erhitzung zwischen elek  trisch leitende Kontakte e geklemmt. In       Fig.    1 ist die Matrize durch die Einzelteile  <I>d, g,</I> die auf der     Platte   <I>r</I> mittels mehrerer       Stells.tnfte    i     fixiert    sind,     dargestellt.        Fig.    2  zeigt einen Schnitt nach der     Linie    -4-B ,der       Fig.    1.

   In     Fig.    5 wird der rotierende Dorn  beispielsweise durch einen     Schnurradantrieb     <I>o, q, p</I> in Drehung versetzt.  



  In     Fig.    7 ist eine Vorrichtung zur     Dar-          siellung    gebracht,     mittels    welcher auch     un-          geformte    Körper zwecks Formung und Ver  dichtung in hocherhitztem     Zustande    einge  bracht werden können. Auch damit ist es  möglich, selbst komplizierte Formstücke       (Fig.8)    in verdichtetem     Zustande    aus Me  tallen,     Metalloiden,    Hartlegierungen und       dergl.    beliebiger Grösse anzufertigen.  



  In     Fig.    7 bedeutet s der ungeformte,       hocherhitzte,    zu formende und zu verdich  tende Körper, der durch den     Pressstempel    a  in den Hohlraum f und die Kammer e ge  stossen wird. m zeigt den     fassonierten        Press-          ling    mit seinen beiden Ober- und Unter  flächen m'. Die Matrize besteht hier eben  falls aus den drei Teilen<I>d, g, r.</I>     Stempel     und Matrize können kalt oder     angewärmt     verwendet werden.  



  Die Anordnung nach     Fig.    9 gestattet die       Erzeugung    prismatischer     Plättchen    n (z. B.       Hartkörperplättchen)    mit schrägen Flächen.  Die Anordnung nach     Fig.    10 lässt die Her  stellung von runden, ovalen oder eckigen       Platten        nä   <I>'</I> mit einem grösseren Querschnitt  als demjenigen des     Pressstempels    zu.  



  In allen Fällen muss bei der     Herstellung     von kleinen     Formkörpern,        @die    einer     rasohen     Abkühlung unterliegen, die Einbringung in  die Vorrichtung, die Formgebung und     Ver.          dichtung    ungemein rasch erfolgen,      Die zum Beispiel aus Metallpulvern     ge-          pressten    rohen, auf     Erweichungstemperatur     aufgebrachten     Formlinge    können sowohl in       vorgesintertem    oder hochgesintertem,

   wie  auch     ungesintertem        .Zustande    erfindungsge  mäss weiter auf verdichtete     Fassoristücke    ver  arbeitet werden. Der Prozess wird entweder  in einem indifferenten oder reduzierenden       Sohut.zga.s    oder im Vakuum oder bei Unter  druck vorgenommen. Vollständiges Vakuum  eignet sich am besten, weil dadurch der Ma  trizenraum am vollkommensten von der     ein-          gepressten    Masse ausgefüllt wird und     jed-          "-ede    Oxydation unterbleibt.  



  Das Verfahren nach vorliegender Erfin  dung eignet sich vor allem zur Herstellung  von     Hartkörperformlingen    jeder Art, jeder  Grösse und jeder bisher bekanntgewordenen       bezw.    möglichen Zusammensetzung, für je  den Verwendungszweck, insbesondere aber  für Werkzeuge und Arbeitsgeräte, Düsen,  Typen,     Matrizen    für Münzprägung,     Lettexn          etc.,    vorausgesetzt, dass die Formlinge bei  erhöhter Temperatur formbar sind. Es kön  nen auch andere Gegenstände und solche aus  Metallen und Legierungen damit hergestellt  werden, wie z.

   B.     Kugellagerringe    aus Stahl  oder stahlähnlichen Legierungen, dann Zahn  räder,     Fräser,        Geschossspitzen,    Ventilkegel       etc.     



  Die so hergestellten Gegenstände können,  wenn nötig. auch noch nachträglich einer       Wärmebehandlung    zwecks Homogenisierung  oder Vergütung unterzogen werden.  



  Es war bis jetzt nicht voraus zu sehen,  derartige Bedingungen schaffen' zu können,  um Metalle, Metallegierungen und     dergl.     ohne sie zu schmelzen. wie (dicke) Flüssig  keit behandeln zu können, um zu Formkör  pern zu gelangen, .die man bisher nur durch  Giessen gewinnen     konnte.     



  Der Prozess muss allerdings so schnell ab  laufen,     d.ass    ein vorzeitiges Erkalten der  Masse vor der Formgebung und Verdich  tung nicht stattfindet. Der     Pressstempel    hat  in den allermeisten Fällen nach seiner blitz  artig verlaufenden     Verdichtungsarbeit    am  Ende seines Hubes seine Aufgabe vollendet.         Indess    kann es manchmal nötig sein, noch  mals, jedenfalls aber noch vor dem Herab  sinken der Temperatur     unter    den     Erwei-          chungspunkt    des     Formlings    einen zweiten  oder dritten     usw.    Schlag zwecks.

   Vervoll  kommnung der Verdichtung und Formge  bung     auszuführen.    Doch wird sich diese Ar  beitsweise nur auf ganz besondere Fälle und       Materialien        beschränken.     



  Die     Erhitzung,der    zu verdichtenden und  zu verformenden Körper kann auf jede bis  her     bekannte    Art erfolgen. Das vorliegende  Verfahren unterscheidet sich     wesentlich    von  den     bekannten    Giessverfahren. Dia angewen  deten Temperaturen     sind    bei vorliegendem  Verfahren viel niedriger. Das Verfahren er  möglicht die Bildung einer     ,grobkristallischen     Struktur und damit     Aussaigerungen    zu ver  meiden.

   Das Verfahren     unterscheidet    sich  aber auch wesentlich vom     Schmiedprozess     und     Gesenkschmieden,    weil bei diesem Ver  fahren     kolbenartige        Presssstempel    mit     glatter          Unterseite    Verwendung     finalen.     



  Der Druck zur Verdichtung und Form  gebung kann durch ein fallendes     Gewicht     auf :den     Pressstempel    oder durch ein expan  dierendes Gas (Druckluft) oder durch einen       Explosivstoff    !(aber von mehr schiebender  Wirkung, z. B. Schiesspulver)     und    anderem  mehr erzielt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Herstellen von Formkör pern aus hartem, bei erhöhter Temperatur formgarem Material, dadurch gekennzeich net, dass ein Körper aus. dem genannten Ma- terial bis mindestens nahe an die Erwei- Chungstemperatur erhitzt und durch schlag artig ausgeübten Druck eines kolbenförmigen Pressstempels in einen vom Stempel nicht be strichenen Formraum getrieben wird. UNTERANSPRüCHE: 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die schlagartige Druckbeeinflussung des zu formenden Körpers durch den Pressstempel vor Ab- sinken der Erweichungstemperatur des- ,selben mindestens einmal wiederholt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, zur Herstellung von ring artigen Gebilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring um einen im Boden der Pressstempelführung feststehend gelager ten Dorn geformt wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un- teransprueh 1, zur Herstellung von ring artigen Gebilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring um einen drehbaren, um,die vertikale Axe des Ringes exzentrisch um laufenden, im Boden der Pressstempelfüh- rung gelagerten Dorn geformt wird.