DE2524412A1

DE2524412A1 - Continuous bar forming press - compacts discrete quantities of powdered metal sequentially to form a continuous bar for sintering

Info

Publication number: DE2524412A1
Application number: DE19752524412
Authority: DE
Inventors: Gordon Russell Lohman; Jun James Woodburn
Original assignee: Amsted Industries Inc
Current assignee: Amsted Industries Inc
Priority date: 1975-05-30
Filing date: 1975-06-03
Publication date: 1976-12-30
Also published as: DE2524412B2

Abstract

Continuous bar forming press includes a die unit and means for introducing a selective amount of powdered metal into the die cavity. A ram and punch are reciprocable to and from the die. Up and down limit switches are engaged by the ram to control and reverse the movement of the ram in response to the engagement of one of the switches. On the advance stroke the ram moves the punch into the die cavity. The down limit switch can be relocated to adjust the length of each advance stroke of the ram and punch in direct proportion to the reaction pressure during that stroke. A green compact rod of uniform physical characteristics along its length can be obtained. Substantial green strength is obtained in the bar so that it can be handled in the green state without disintegration particularly when being forced out of the die and through the sintering furnace.

Description

Kontinuierliches Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stangen aus Metallpulver Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Verfahren und der Vorrichtung zur Herstellung von Stangen aus Metallpulver. Insbesondere werden ein neues Verfahren zur kontinierlichen Formung von Stangen aus Metallpulvern und eine neue Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens beschrieben. Continuous process and device for the production of bars from metal powder The present invention is concerned with the method and of the device for the production of rods from metal powder. In particular, be a new process for the continuous shaping of rods from metal powders and a new device for performing this method is described.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Formung von Stangen aus Metallpulvern werden im US-Patent 2.097.502, zugelassen am 2. November 1937, beschrieben. Dieses Verfahren beschreibt im allgemeinen die Verdichtung und Komp b ierung von aufeinanderfolgenden Stablänge in einer Preßform mit Preßwerkzeugen, die trennbar sind, um den durch die Preßwerkzeuge angelegten Druck zu entlasten, und dadurch eine Stanänge von der Preßform freizulassen. Die so geformte Stange wird anschließend gesintert.A method and apparatus for the continuous formation of Metal powder bars are shown in U.S. Patent 2,097,502, granted Nov. 2 1937, described. This procedure generally describes the compaction and Comp b ation of successive bar lengths in a press mold with press tools, which are separable to relieve the pressure applied by the pressing tools, and thereby releasing a length of rod from the die. The rod so shaped is then sintered.

Mit der hier vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes Verfahren zur kontinuierlichen Formung von Stangen aus Metallpulvern aufgezeigt; dabei werden nacheinander folgende getrennte Metallpulvermengen durch axial bewegliche Preßwerkzeuge in einer einheitlichen Preßform, die einen Hohlraum mit vorgegebener Querschnittsfläche besitzt, zu Stangensegmenten axial verdichtet, und formen so verbunden eine rohe Stange aus. Die rohe kompakte Stange wird dann so stufenweise aus der Preßform herausgedrückt, daß ein Teil ihrer Länge durch Reibung im Stempel zurückbleibt, um als Begrenzungsmittel für die nachfolgende Menge des zu verdichtenden Metallpulvers zu wirken. Der Reibungswiderstand zwischen der Hohlraumwand und entlang der Stangenlänge kennzeichnet den "Stopper" und wird gemessen. Die Messung wird gebraucht, um festzustellen, ob der Reibungswiderstand der Verdichtungskraft entspricht, die benötigt wird, eine Metallpulvermenge mit gewünschten physikalischen Eigenschaften in einen Stangenabschnitt zu komprimieren. Weicht die Reibungskraft von der benötigten Kraft ab, so werden die Weglänge des Preßmittels und das Volumen des Metallpulvers in Beziehung zueinander geändert, bis der gemessene Reibungswiderstand der benötigten Verdichtungskraft entspricht, bei der das Metallpulver in ein Stangensegment mit gewünschten physikalischen Eigenschaften komprimiert wird.The present invention provides an improved method shown for the continuous formation of rods from metal powders; be there successive separated amounts of metal powder by means of axially movable pressing tools in a uniform mold, which has a cavity with a predetermined cross-sectional area has, axially compressed into rod segments, and thus connected to form a raw Rod off. The raw, compact rod is then gradually pushed out of the mold, that part of its length remains in the punch by friction, in order to act as a limiting means to act on the subsequent amount of metal powder to be compacted. The frictional resistance between the cavity wall and along the length of the rod marks the "stopper" and is measured. The measurement is used to determine whether the frictional resistance corresponds to the compression force that is required with an amount of metal powder desired physical properties to be compressed into a rod section. If the frictional force deviates from the required force, the path length of the Pressing agent and the volume of metal powder changed in relation to each other, until the measured frictional resistance corresponds to the required compression force, in which the metal powder into a rod segment with desired physical properties is compressed.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird die Verdichtung mit einem Preßstempel, der zu der Preßform paßt, vorgenommen. Die benötigte Reibung wird durch Steuerung der Weglänge des Preßstempels in den Hohlraum aufrechterhalten, so daß die verdichtete Metallpulvermenge eine rohe kompakte Stange mit im wesentlichen konstanten physikalischen Werten der ganzen Länge nach ergibt. Die rohe kompakte Stange, die fortlaufend in oben beschriebener Weise geformt wird, wird, nachdem sie aus der Preßform kommt, gesintert, um die physikalischen Charakteristika zu verbessern. Das Sintern wird bevorzugt durch Induktionsheizung vorgenommen. Nach dem Sintern kann die Stange einer Gesenkverformung ausgesetzt, oder heiß weiterbearbeitet werden, um die Dichte weiter zu erhöhen. Weitere Merkmale dieser Erfindung werden nachfolgend beschrieben.In accordance with the present invention, compaction with a ram that fits the mold, performed. the Friction required is achieved by controlling the length of the ram path into the cavity maintained so that the compacted amount of metal powder is a raw compact rod with essentially constant physical values along the entire length. The raw compact rod, which is continuously formed in the manner described above, after coming out of the die, it is sintered to the physical characteristics to improve. The sintering is preferably carried out by induction heating. To After sintering, the rod can be subjected to a die deformation or further hot worked to further increase the density. Other features of this invention will be described below.

Kurze Beschreibung der Abbildungen: Fig. 1 zeigt die Vorderansicht der Vorrichtung, mit der das Verfahren der Erfindung durchgeführt wird.Brief description of the drawings: Fig. 1 shows the front view the device with which the method of the invention is carried out.

Fig. 2 zeigt einen Teilausschnitt der oberen Hälfte der Vorrichtung von der rechten Seite der Fig. 1 in Rückansicht.Fig. 2 shows a partial section of the upper half of the device from the right side of FIG. 1 in rear view.

Fig. 3 zeigt einen Durchschnitt allgemein entlang der Linien 3-3 der Fig. 1 mit Preßform und Verschlußstopfen in zusammengesetzter Stellung.FIG. 3 is a section taken generally along lines 3-3 of FIG Fig. 1 with the mold and plug in the assembled position.

Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm des Steuerungsspstems, das in der Vorrichtung zur Steuerung des Hubes des Preßzylinders benötigt wird.4 is a schematic diagram of the control spstem shown in FIG the device for controlling the stroke of the press cylinder is required.

Fig. 5 zeigt eine Aufsicht der Induktionsvorrichtung für das Sintern der Stange, im allgemeinen entlang den Linien 5-5 der Fig. 5.Fig. 5 shows a plan view of the induction device for sintering of the rod, generally along lines 5-5 of FIG.

Fig. 6 ist ähnlich Fig. 3, nur wird der Preßstempel vor der Verdichtung einer weiteren Pulvermenge und vor der Entfernung des Verschlußstopfens am unteren Ende der Preßform gezeigt.Fig. 6 is similar to Fig. 3, only the ram is before compaction another amount of powder and before removing the plug at the bottom End of the mold shown.

Fig. 7 ist ähnlich wie Fig. 6, allerdings ohne Verschlußstopfen, und ein Teil der Stange kommt aus der Preßform.Fig. 7 is similar to Fig. 6, but without the stopper, and part of the rod comes out of the die.

Fig. 8 zeigt den Preßstempel mit einem Muster der Endfläche von unten.Fig. 8 shows the ram with a pattern of the end face from below.

Fig. 9 zeigt den Preßstempel mit einem anderen Muster der Endfläche von unten.Fig. 9 shows the ram with a different pattern of the end face from underneath.

Fig.10 zeigt einen Teil der Stange, der schematisch eine Verbindungsstelle zwischen den benachbarten Teilstücken der Stange aufweist.Fig.10 shows a part of the rod, which schematically shows a connection point having between the adjacent sections of the rod.

Fig. 11 zeigt einige ausgewählte Querschnitte der Preßform, die entlang der Linie 11-11 der Fig. 3 orientiert sind.Fig. 11 shows some selected cross-sections of the die taken along the line 11-11 of FIG. 3 are oriented.

Im folgenden soll Bezug genommen werden auf die Figuren.In the following, reference should be made to the figures.

Es wird eine zur Durchführung des Verfahrens verwendete Vorrichtung oder Presse 20 mit dem Chassisrahmen 22, der ein Untergestellt 24, eine Bank 26 und einen Oberrahmen 28 besitzt, gezeigt. Die obere Einheit 28 trägt die Vorrichtung für den Verstellzylinder 30, vorzugsweise hydraulisch zur Anwendung des Verdicltnngsdrucks, um die Stange aus dem Metallpulver zu formen. Der Verstellzylinder umfaßt einen Preßkolben 32, an dem ein Preßstempel angebracht ist. Der Preßkolben 32 trägt ein Schaltbetätigungsmittel 33, das die abgebildete Form einer Platte haben kann. An der Bank 26 ist die Preßform 36 (siehe auch Fig. 3) angebracht, und unter der Bank 26 ist die Sinterungseinheit 38 angebracht. Unterhalb der Sinterungseinheit 38 ist eine konventionelle drehbare Kriechspindel 40. Ein kontinuierlich laufender Stangenaufwickler 42, wie schematisch illustriert, befindet sich am Sockel der Vorrichtung.It becomes an apparatus used to carry out the method or press 20 with the chassis frame 22 comprising a stand 24, a bench 26 and an upper frame 28 is shown. The upper unit 28 carries the device for the adjusting cylinder 30, preferably hydraulically for the application of the compression pressure, to shape the rod from the metal powder. The adjusting cylinder includes a Press piston 32 on which a press ram is attached. The plunger 32 contributes Shift actuation means 33, which may have the illustrated shape of a plate. At the die 36 (see also Fig. 3) is attached to the bench 26, and under the bench 26, the sintering unit 38 is attached. Below the sintering unit 38 is a conventional rotatable crawler spindle 40. A continuously running log winder 42, as illustrated schematically, is located on the base of the device.

Auf der Bank 26 aufgebaut ist ein Füllschuh 44 mit einer Ofen nung 46, die die Eintragsöffnung bestimmt, durch die das Metallpulver fließen kann. Der Füllschuh 44 ist verschiebbar auf der Bank 26 zwischen einer zurückgezogenen Stellung (in ausgezogener Linie) und einer vorgeschobenen oder Auffüllposition, wie in Fig. 2 gezeigt wird. Die Füllvorrichtung 44 wird zwischen zurUck- und vorgeschobener Stellung durch einen hydraulischen Verstellzylinder 48 bewegt.Built on the bench 26 is a feed shoe 44 with an oven 46, which determines the entry opening through which the metal powder can flow. Of the Fill shoe 44 is slidable on bench 26 between a retracted position (in solid line) and an advanced or filling position, as in Fig. 2 is shown. The filler 44 is pushed back and forth between Position moved by a hydraulic adjusting cylinder 48.

Die Presse wird bevorzugt durch konventionelle eingebaute Steuermittel (nicht abgebildet) in Betrieb gebracht, so daß die Füllvorrichtung 44 vor- und zurückgezogen werden kann, während sich der Verstellzylinder 30 zwischen den Grenzstellungen hin-und herbewegen kann. Der Füllschuh 44 ist mit Grenzschaltern (nicht abgebildet) versehen, so daß ein Herunterlassen der Vorrichtung 30 bei vorgeschobenem Füllschuh 44 verhindert wird.The press is preferred by conventional built-in control means (not shown) brought into operation so that the filling device 44 is retracted and retracted can be while yourself the adjusting cylinder 30 between the limit positions can move back and forth. The filling shoe 44 is equipped with limit switches (not shown) provided, so that a lowering of the device 30 when the feed shoe is advanced 44 is prevented.

Auf dem Füllschuh 44 und mit ihm verschiebbar ist ein Einfülltrichter 50 angebracht, dessen Öffnung mit der Öffnung 46 in Verbindung steht. Über dem Einfülltrichter 50 ist feststehend ein Vorratsgefäß 52 mit einer Austragöffnung 54, die in den Einfülltrichter 50 führt, angebracht. Das Metallpulver 56, aus dem kontinuierlich die Stange geformt wird, wird im Vorratsgefäß 52 aufbewahrt und fließt durch die Austragsöffnung 54 in den Einfülltrichter 50 und von da durch die Öffnung 46 zum Füllschuh 44 und in die Preßform 36.A filling funnel is displaceable on and with the filling shoe 44 50 attached, the opening of which is in communication with the opening 46. Above the feed hopper 50 is a stationary storage vessel 52 with a discharge opening 54, which into the filling funnel 50 leads, attached. The metal powder 56 from which the rod is continuously formed is stored in the storage vessel 52 and flows through the discharge opening 54 into the hopper 50 and from there through the opening 46 to the feed shoe 44 and in the die 36.

Der Einfülltrichter 50 ist so konstruiert, daß er mit der Austragsöffnung 54 dauernd in Verbindung bleibt, während der Einfülltrichter 50 sich zwischen zurück- und vorgeschobener Stellung bewegt.The hopper 50 is designed to be aligned with the discharge opening 54 remains in constant contact while the feed hopper 50 moves between back and advanced position moved.

Die Anordnung, wie sie in der Fig. 2 gezeigt wird, schließt ebenfalls zwei vertikale Steuerschalter für Auf" 60 und "Ab" 62 ein. Der Schalter 60 ist auf dem feststehenden Element 64 angebracht, während der "Ab"-Grenzschalter 62 auf dem Hebelarm 66 drehbar um 68 auf einem passenden feststehenden Teil, entsprechend dem Rahmenelement 64 angebracht ist. Der Hebelarm 66, wie auch der Schalter 62, werden von einem Hubverstellzylinder 70 gesteuert. Die "Auf"- und "Ab"-Schalter 60,62 werden durch die Platte 33 betätigt, die auf dem Preßkolben 32 angebracht ist, um dadurch die Bewegung der Kolbenhublänge zu begrenzen und die BewegungsrShtung des Preßkolbens umzukehren. Der Schalter für die untere Begrenzung 62 kann senkrecht verstellt werden, wie folgt beschrieben wird.The arrangement as shown in FIG. 2 also closes two vertical control switches for up "60 and" down "62. The switch 60 is on attached to the fixed element 64, while the "down" limit switch 62 on the Lever arm 66 rotatable about 68 on a suitable fixed part, according to the Frame member 64 is attached. The lever arm 66, as well as the switch 62, are controlled by a stroke adjustment cylinder 70. The "up" and "down" switches 60.62 are actuated by the plate 33 mounted on the plunger 32 to thereby limiting the movement of the piston stroke length and reducing the direction of movement of the Reverse plunger. The lower limit switch 62 can be vertical adjusted as described below.

Die Preßform 36 besteht aus dem Preßwerkzeug 72 und der Halterung 74, die Halterung in der Bank 26 kann auf die verschiedenste Art, so z.B. durch die vorspringende Kante, wie bei 73 gezeigt wird, und durch einen Halterungsring 73a vorgenommen werden. Die Preßwerkzeuge 72 können aus gehärtetem Stahl hergestellt sein und schließen den Hohlraum 76 ein, der zwar verschiedenen, aber in sich konstanten Querschnitt besitzen kann, wie es in Fig. 11 gezeigt wird. So z.B. rund, quadratisch, dreieckig, wie es entsprechend bei 76a, 76b und 76c gekennzeichnet ist. Die Preßwerkzeuge 72 sind an beiden Enden offen und der Hohlraum 76 ist glatt eingeschliffen. Das Einschleifen wird bevorzugt in Richtung der Verdichtung des Metallpulvers vorgenommen. Die Halterung 74 besitzt eine mit Gewinde versehene Bohrung 78 in Richtung des Hohlraumes 76, passend für einen "Stopper" oder Abschlußstopfen 79, der dort zu Beginn des Formungsprozesses aufgeschraubt, und später wieder entfernt wird, was wie folgt erklärt wird. Solch Stopfen wird in den Fig. 3 und 6 in ihrer Stellung gezeigt, in Fig. 7 im entfernten Zustand, wodurch ein Teil der geformten Stange oder Stabes aus dem Hohlraum 76 und durch die mit Gewinde versehene Bohrung 78 herausragt.The mold 36 consists of the press tool 72 and the holder 74, the holder in the bank 26 can be in various ways, for example through the protruding edge, as shown at 73, and by a retaining ring 73a can be made. The dies 72 can be made of hardened steel and enclose the cavity 76, which is different but constant in itself May have a cross section as shown in FIG. E.g. round, square, triangular, as indicated at 76a, 76b and 76c, respectively. The pressing tools 72 are open at both ends and the cavity 76 is ground in smooth. That Grinding is preferably carried out in the direction of compression of the metal powder. The bracket 74 has a threaded bore 78 towards the cavity 76, suitable for a "stopper" or end plug 79, which is there at the beginning of the The molding process is unscrewed, and later removed again, which is as follows is explained. Such a plug is shown in position in Figs. 3 and 6, in Fig. 7 in the removed state, whereby part of the shaped rod or rod protrudes from cavity 76 and through threaded bore 78.

Im Arbeitszustand der Presse wird genügend Vorrat des Metalpulvers 56 im Vorratsgefäß 52 aufrechterhalten und das Metallpulver fließt durch die Öffnung 54 in den Einfülltrichter 50 und durch die Öffnung 46 des Füllschuhs 44.In the working state of the press there is sufficient supply of metal powder 56 is maintained in the storage vessel 52 and the metal powder flows through the opening 54 into the filling funnel 50 and through the opening 46 of the filling shoe 44.

Die Öffnung 46 wird so lange bei der Grundplatte geschlossen, bis sich der Fllschuh 44 zur vorgeschobenen Stelle bewegt und zum Hohlraum 76 ausgerichtet ist. Nach der Ausrichtung fließt das Metallpulver durch die Öffnung 46 bis der Hohlraum 76 aufgefüllt ist. In dieser Art und Weise wird die Menge des in den Hohlraum fließenden Pulvers durch das Volumen des Hohlraumes 76 oberhalb der Abschlußschraube 79 oder den in der Preßform verbliebenen Stangenteil bestimmt, wie noch eingehender im folgenden beschrieben wird. Ebenfalls ist es möglich, die Metallpulvermenge durch andere Maßnahmen zu bestimmen. Nach dem Zurückziehen des Füllschuhs 44 wird der Verstellzylinder 30 über die Leitung 85 unter Druck gesetzt (sihe Abb. 4) und tiibt den Preßkolben 32 an, so daß der Preßstempel 34 in den Hohlraum 76 eintritt, um das Metallpulver gegen den "Stopper oder die Stange im Hohlraum 76 zu verdichten. Nacheinanderfolgende Metallpulvermengen werden eingegeben, zusammengepreßt und mit dem vorher verdichteten Metallpulver verbunden, wobei sich die Stange 94 formt, was im folgenden noch näher beschrieben wird. Während sich der Stab oder die Stange 94 formt, wird sie nach unten aus der Preßform 36 in den Sinterungsofen 38 durch die zentrale Öffnung 82 gepreßt, und nachdem die Stange durch den Sinterungsofen 38 durchgestoßen wurde, läuft sie über die drehbare Kalibriervorrichtung 40, die eine bekannte Konstruktion ist und nicht im Detail beschrieben zu werden braucht. Im allgemeinen ist sie vom Typ einer Kriechspindel, die eine Rotation der Stange 94 verhindert. Die Spindel verringert den Durchmesser der Stange auf ein passendes Ausmaß, so z.B. auf ein Viertel des Querschnitts von 76. Nachdem die Stange aus der Spindel herauskommt, wird sie auf die Rolle 42 aufgewickelt oder in anderen passenden Vorratsvorrichtungen untergebracht. Der Sinterungsofen 38 besteht aus einem Mantel 80 (Fig. 1 und 5) mit einer länglichen Öffnung 82.The opening 46 is closed in the base plate until the filler shoe 44 moves to the advanced location and aligns with the cavity 76 is. After alignment, the metal powder flows through opening 46 to the cavity 76 is filled. In this way the amount of flowing into the cavity will be Powder by the volume of the cavity 76 above the end screw 79 or determines the rod part remaining in the mold, as will be explained in more detail below is described. It is also possible to reduce the amount of metal powder by other measures to determine. After the filling shoe 44 has been withdrawn, the adjusting cylinder 30 is put under pressure via line 85 (see Fig. 4) and drives the plunger 32 so that the ram 34 enters the cavity 76 to the metal powder to compress against the "stopper or rod in cavity 76. Successive Metal powder quantities are entered, compressed and compacted with the previously compacted Metal powder connected, wherein the rod 94 is formed, which will be explained in more detail below is described. As the rod or rod 94 forms, it becomes after from the bottom of the press mold 36 into the sintering furnace 38 through the central opening 82 pressed, and after the rod has been pushed through the sintering furnace 38, it runs over the rotatable calibration device 40, which is a known construction is and not needs to be described in detail. In general it is of the crawler type that prevents the rod 94 from rotating. The spindle reduces the diameter of the rod to an appropriate extent, e.g. to a quarter of the cross-section of 76. After the rod comes out of the spindle, it is wound on roll 42 or in other suitable storage devices housed. The sintering furnace 38 consists of a jacket 80 (Figs. 1 and 5) with an elongated opening 82.

Der Ofen wird durch die Induktionsspule 84 (Fig. 5) mit passender Windungsanzahl und Leistungsfähigkeit geheizt, um die gewünschte Temperatur zu erhalten, auf die im folgenden eingegangen werden soll.The furnace is matched by the induction coil 84 (Fig. 5) Number of turns and capacity heated to get the desired temperature, which will be discussed below.

Bei der anfänglichen Verdichtung des Pulvers zur Formung der Stange 94, wird der Abschlußstopfen 79 in das Gewinde 78 eingeschraubt, und eine Metallpulvermenge wird in den Hohlraum gebracht, gegen den "Stopper" komprimiert, um so ein Stück der Stange zu formen. Wenn das so geformte Teilstück die gewünschten physikalischen Eigenschaften und einen Reibungswiderstand mit der Hohlraumwand besitzt, um als Anschlagmittel wirken zu können, wird der Stopfen 79 entfernt. Das verdichteteTeilstück der Stange innerhalb des Hohlraumes dient nun als "Stopper". Wenn es notwendig ist, können eine Vielzahl von Metallpulvermengen verdichtet werden, bevor der Abschlußstopfen 79 entfernt wird, um so eine Stangenlänge zu erhalten, die die notwendige Reibung mit der Hohlraumwand besitzt, um als "Stopper" dienen zu können. Eine weitere Pulvermenge wird eingeführt und die Verdichtung wiederum durchgeführt. Diese Menge wird gegen das zuletzt geformte Stangenstück im Hohlraum verdichtet und damit verbunden.At the initial compaction of the powder to form the rod 94, the end plug 79 is screwed into the thread 78, and a quantity of metal powder is brought into the cavity, compressed against the "stopper" so a piece the rod to shape. When the so shaped section has the desired physical Properties and a frictional resistance with the cavity wall possesses to as To be able to act stop means, the plug 79 is removed. The compacted section the rod inside the cavity now acts as a "stopper". If it's necessary, A variety of metal powder quantities can be compacted before the end plug 79 is removed in order to obtain a rod length that has the necessary friction with the cavity wall to serve as a "stopper" can. Another Amount of powder is introduced and the compression carried out again. This crowd is going against the last formed rod piece is compressed in the cavity and connected to it.

Kommt der Preßstempel zum Ende des Anschlages, so genügt die durch das verdichtete Teilstück übertragene Kraft, um die Reibung zwishen Stange und Hohlraumwand zu überwinden, so daß die Stange 94 zumindest teilweise aus dem Hohlraumstempel herausragt. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die Stange die gewünschte Länge aufweist.If the ram comes to the end of the stop, it is sufficient the compressed section transmitted force to reduce the friction between the rod and the cavity wall to overcome, so that the rod 94 at least partially from the cavity punch protrudes. This process is repeated until the rod is the desired length having.

Fig. 8 und 9 zeigen die unebenen Endflächen des Preßstempels, so Fig. 8 ein gerieSes "Waffelmuster" 80, während Fig. 9 ein geriffeltes "Rillenmuster" 82' darstellt. Diese Wellungen bilden eine entsprechende Gestaltung am Ende des Teilstückes aus, wodurch die nachfolgende Metallpulvermenge während der Verdichtung in der Preßform 72 als weiteres Teilstück der Stange besser mit dem vorherigen Stück verbunden wird. Fig. 4 zeigt ein clcktrisch-hydraulisches System zur Steuerung des Hubes des Preßkolbens 32, um die Volumenveränderungen im Hohlraum 76 auszugleichen, aus Gründen, die im folgenden offensichtlich werden. Der Verstellzylinder 30 ist an eine hydraulische Schaltung 85, die ebenfalls "Hoch"- und"Niedrig"-Schalter 86,87 besitzt, angeschlossen. Diese Schalter werden normal durch Druck betätigt und sprechen auf die im Verstellzylinder 30 auftretenden Drucke an.8 and 9 show the uneven end surfaces of the ram, so Fig. 8 shows a grooved "waffle pattern" 80, while FIG. 9 shows a grooved "groove pattern" 82 'represents. These corrugations form a corresponding design at the end of the Section, which reduces the subsequent amount of metal powder during compaction in the mold 72 as a further section of the rod better with the previous piece is connected. Fig. 4 shows a clcktrisch-hydraulic system for controlling the Stroke of the plunger 32 to compensate for the volume changes in the cavity 76, for reasons that will become apparent below. The adjusting cylinder 30 is to a hydraulic circuit 85, which also has "high" and "low" switches 86, 87 owns, connected. These switches are normally pressed and speaking on the pressure occurring in the adjusting cylinder 30.

Fig. 4 zeigt ebenfalls ein hydrauliches Ventil 88, das von den Elektromagneten 89-89 angetrieben wird, das wiederum von inneren Steuermitteln (nicht abgebildet) in der Presse aktiviert wird, um den Verstellzylinder 30, wie schon erwähnt, auf-und runterzubewegen. Die Ventile und ihre Bedienung mit Hilfe der Elektromagnete sind in der Technikg bekannt.Fig. 4 also shows a hydraulic valve 88 which is operated by the electromagnet 89-89 is driven, which in turn is driven by internal tax means (not shown) is activated in the press to the adjusting cylinder 30, such as already mentioned moving up and down. The valves and their operation with help the electromagnets are known in the art.

Der Verstellzylinder 70 ist mit dem hydraulischen Ventil 88 und den Elektromagneten verbunden, um den Hub des Zylinders zu regeln. Zur Steuerung des Verstellzylinders ist das hydraulische Ventil 90 auch bekannt und kann ähnlich dem Ventil 88 aufgebaut sin, das von dem "Auf"-Elektromagneten 92 und dem "Ab"-Elektromagneten 95 geregelt wird, bzw. von den "Hoch"-und "Niedrig"-Druckschaltern 86,87. Sowie der Preßkolben 32 herunterkommt, um den "Ab"-Schalter 62 einzuschalten, sprechen die Schalter 86,87 auf den von dem Kolben ausgeübten Druck an.The adjusting cylinder 70 is with the hydraulic valve 88 and the Electromagnet connected to regulate the stroke of the cylinder. To control the Adjusting cylinder, the hydraulic valve 90 is also known and can be similar to the Valve 88 is established by the "up" solenoid 92 and the "down" solenoid 95 is controlled, or by the "high" and "low" pressure switches 86, 87. As the plunger 32 comes down to turn on the "down" switch 62, speak switches 86, 87 to the pressure exerted by the piston.

Ist der so wahrgenommene Druck höher als ein vorher bestimmter Wert, nimmt der Hoch-Druckschalter 86 den Druck in der hydrau-85 lichen Leitung/wahr, und erregt den Auf-Elektromagnaten 92, der wiederum den Magneten 90 betreibt, welcher den Verstellzylinder 70 steuert; zieht deshalb den Kolben zurück und drückt den "Ab"-Schalter herunter. Dieser Vorgang verlängert den Hub des Preßkolbens 32. Auf der anderen Seite nimmt der Niedrig"-Druckschalter, wenn der Druck kleiner ist als ein vorher bestimmter Wert, diesen Druck wahr, und erregt den "Ab"-Elektromagneten 95, der wiederum den Verstellzylinder 70 in entgegengesetzte Richtung laufen läßt. Das wird dadurch bewirkt, daß der "Ab"-Schalter 62 angehoben wird, um den Hub des Verstellzylinders zu verkürzen (Fig. 2).If the pressure perceived in this way is higher than a previously determined value, the high pressure switch 86 detects the pressure in the hydraulic line / 85, and energizes the open solenoid 92, which in turn operates the magnet 90, which controls the displacement cylinder 70; therefore pulls the piston back and pushes the "Down" switch down. This process extends the stroke of the plunger 32nd the other hand takes the low "pressure switch when the pressure is less than a predetermined value, this pressure is true, and energizes the "Ab" electromagnet 95, which in turn lets the adjusting cylinder 70 run in the opposite direction. This is caused by the fact that the "down" switch 62 is raised to the stroke of the To shorten the adjusting cylinder (Fig. 2).

Die durch den Preßstempel ausgeübte Kraft, die beim Verdichten des Pulvers im Stempel gegen die vorher geformte Stangenlänge in der Preßform zurückbleibt, wird so gemessen. Diese Verdichtungskraft zeigt ebenfalls den Reibungswiderstand zwischen der vorher geformten Stangenlänge, die in der Preßform und der Wand zurückbleibt. Wie schon erwähnt, dient die Reibung der zwischen vorher verdichteter Masse und/Hohlraumwand dazu, die Stange in der Form zurückzuhalten, um als Bremsmittel für das nachfolgende zu verdichtende Metallpulver zu wirken.The force exerted by the ram when compressing the Powder remains in the punch against the previously formed rod length in the mold, is measured like this. This compression force also shows the frictional resistance between the previously formed length of rod remaining in the die and the wall. As already mentioned, the friction between the previously compacted mass and / cavity wall serves to retain the rod in the form to act as a braking means for the following metal powder to be compacted to act.

Die Verdichtungs- und die dazugehörige Ausstoßkraft müssen deshalb größer als die Rebung mit der Hohlraumwand ein. Außerdem darf die Kraft nicht so groß sein, daß das verdichtete Metallpulver im Hohlraum sich verkeilt, so daß es nicht herausgestoßen werden kann, ohne die Stange oder die Preßform zu beschädigen. Demgegenüber muß die Kraft so gewählt werden, daß das Metallpulver verdichtet und mit der vorher geformten Stangenlänge verbunden werden kann. Zur Festlegung der notwendigen Kraft ist der anfängliche Druck ungünstig, um eine rohe Stange mit den gewünschten Eigenschaften, in erster Linie Dichte, herzustellen. Vorzugsweise sollte solche rohe verdichtete Stange ungefähr 70 8 Dichte besitzen, so daß sie selbsttragend ist und den Behandlungen während destterganges zum Sintern, Einziehen oder ähnlichem widerstehen kann.The compression and the associated ejection force must therefore larger than the Rebung with the cavity wall. In addition, the force must not be like that be large that the compacted metal powder wedges in the cavity, so that it cannot be ejected without damaging the rod or the die. In contrast, the force must be chosen so that the metal powder compacts and can be connected to the previously formed rod length. Establishing the necessary force, the initial pressure is unfavorable to a raw rod with the desired properties, primarily density. Preferably should such raw compacted rods have about 70 8 density, making them self-supporting and the treatments during the course of sintering, drawing in or the like can resist.

Andere Faktoren zur Ausführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung sind die Hohlstempelkonstruktion, Oberfläche der geformten, in der Preßform zurückbleibenden Stange, Pulvereigenschaften und Schmiermittel.Other factors in practicing the method of the present invention are the hollow punch construction, surface of the molded, remaining in the mold Rod, powder properties and lubricant.

Die Preßform ist . serial hergestellt, ìas Härte und Oberflächengüte aufweist, die Versciileißerscheinungen verringert. Bevorzugt wird die Formoberfläche oder Innenwand in der Richtung, in der die Stange durchgepreßt oder gezogen wird, eingeschliffen. Außerdem ist die Preßform mit einem Radius 76a beim Preßstempeleingang versehen, um als Führung für den Preßstempel zu dienen. Ein kurzes Stück vor dem Austrittsende 76b des Hohlraums 76 ist nach außen erweitert in dem Ausmaß, daß die verdichtete Stange sich allmählich ausdehnen kann. Die allmähliche Aufweitung erlaubt der Stange eine Ausdehnung, da sich das komprimierte Material von der Spannung während der Verdichtung zu befreien versucht. Liegt kein aufgeweiteter Austritt vor, so könnte die Stange brechen, da dann eine plötzliche oder abrupte Ausdehnung eintritt.The mold is. serial produced, ìas hardness and surface quality has, the Versciileißerschommen reduced. The mold surface is preferred or inner wall in the direction in which the rod is pushed through or pulled, ground in. In addition, the die is with a radius 76a at the ram entrance provided to serve as a guide for the ram. A short distance before the Exit end 76b of the cavity 76 is expanded outward to the extent that the compacted rod can gradually expand. The gradual expansion allowed the rod undergoes expansion as the compressed material is released from the tension during Tried to free the compression. If there is no widened exit, so the rod could break, causing sudden or abrupt expansion.

Pulvereigenschaften wie Partikelgröße, Härte und Verteilung der Rrtikelgröße können Reibung an der Hohlraumwand während der Verdichtung beeinflussen. Diese Eigenschaften haben Einfluß auf den Druck und die Länge pro Material.Powder properties such as particle size, hardness and distribution of the particle size can affect friction on the cavity wall during compaction. These properties affect the pressure and the length per material.

Die Metallpulvermischung enthält auch ein Schmiermittel. Das Schmiermittel hat Einfluß auf die Reibungseigenschaften entlang des Hohlraumes während der Verdichtung.The metal powder mixture also contains a lubricant. The lubricant has an influence on the frictional properties along the cavity during compression.

Die obengenannten Faktoren werden alle berücksichtigt, um eine Stange mit weitgehend konstanter Dichte, auf die Länge gesehen, herzustellen. Da sich jedoch die Metallpulvereigenschaften, Schmierung und ähnliches ändert, ist es nicht möglich, genau die Gesamtlänge der Stange, die in der Presse bleibt, nach jeder einzelnen Verdichtung vorher zu bestimmen. Der Teil der Stange, welcher in der Preßform bleibt, bestimmt direkt den Reibungswiderstand und die Verdichtungskraft, die angewandt werden muß, um die Stange aus der Presse herauszustoßen. Ist die Preßform bis zum Rand des Hohlraumes aufgefüllt, bewirkt eine Zu- oder Abnahme des in der Preßform verbleibenden Volumens eine entsprechende Ab- oder Zunahme des Metallpulvervolumens, das verdichtet werden muß. Unter diesen Bedingungen wird ebenfalls eine entsprechende Zu- oder Abnahme der Verdichtungskraft von dem "Hoch"-Druckschalter 86 und dem "Niedrig"-Druckschalter 87 festgestellt. Dieses bewirkt, daß der Verstellzylinder 70, wie oben erklärt, angepat werden muß, um einheitliche physikalishe Eigenschaften zu erhalten. Diese Messungen und Anpassungen werden nicht nur bei der anfänglichen Formung der Stange durchgeführt, sondern auch immer, wenn physikalischen Eigenschaften der Stange von den gewünschten Eigenschaften abweichen.The above factors are all taken into account to make a pole with a largely constant density, seen over the length. Since, however the metal powder properties, lubrication and the like changes, it is not possible to exactly the total length of the rod that remains in the press after each individual Determine compression beforehand. The part of the rod that remains in the mold directly determines the frictional resistance and the compression force that is applied must be to push the rod out of the press. Is the mold up to The edge of the cavity is filled, causing an increase or decrease in the pressure in the mold remaining volume a corresponding decrease or increase in the metal powder volume, that has to be condensed. Under these conditions a corresponding Increase or decrease in compression force from the "high" pressure switch 86 and the "low" pressure switch 87 found. This causes the adjusting cylinder 70, as explained above, must be adapted in order to obtain uniform physical properties. These Measurements and adjustments are not just made during the initial shaping of the rod carried out, but also whenever physical properties of the rod of the desired properties differ.

Zur Ausführung des Verfahrens werden im allgemeinen Pulver des gewünschten Materials, z.B. Eisen, rostfreier Stahl etc. der Größe kleiner als 500 Mikron verwendet. Das Schmiermittel kann z.B. -Acrawax "C"- hergestellt von Glyco Chemical Company oder jede andere Sorte von guten Schmiermitteln sein, das gründlich mit dem Pulver vermischt wird.In general, powders of the desired type are used to carry out the process Materials, e.g. iron, stainless steel, etc. of size smaller than 500 microns are used. For example, the lubricant can be -Acrawax "C" - manufactured by Glyco Chemical Company or any other sort of good lubricant that is thorough with the powder is mixed.

Bei einem praktischen Beispiel der Verwendung des Verfahrens wurde ein rostfreies Stahlpulver in der Presse auf die Hälfte seines Originalvolumens verdichtet. Der rostfreie Stahl war vom Typ 316 mit folgender Zusammensetzung: Elemente Gewichtsprozente Kohlenstoff 0.022 Mangan 0.035 Silizium 0.62 Chrom 16.05 Nickel 13.90 Molybdän 2.15 Die oben erwähnte Zusammensetzung rostfreien Stahls wurde mit 1,75 Gew.-% Acrawax "C" vermischt.In a practical example of the use of the method was a stainless steel powder in the press to half its original volume condensed. The stainless steel was of type 316 with the following composition: elements Percentage by weight carbon 0.022 manganese 0.035 silicon 0.62 chromium 16.05 nickel 13.90 Molybdenum 2.15 The above mentioned composition of stainless steel was made with 1.75 wt% Acrawax "C" blended.

Das Pulver wurde in den Stempelhohlraum eingebracht, und füllte ihn ungefähr 7,6 cm auf; nach der Verdichtung wurde ein Stangenstück von ungefähr 3,8 cm geformt. Die folgenden Segmente wurden verdichtet und verbunden wie oben erwähnt und ergaben eine kontinuierliche, aus einem Stück bestehende Stange, wie in 94 zu erkennen. Die Teilstücke wurden einzeln identifiziert 96, (Fig.10), ebenso wie die Verbindung bei 98. In der Praxis war die Linie 98 überhaupt nicht zu erkennen. Wurde die Stange Biegungsbelastungen während eines Testes unterworfen, so lag keine größere Tendenz zum Bruch bei 98, als an jedem anderen belasteten Ort vor.The powder was placed in and filled into the punch cavity about 3 inches; after compaction, a rod length of approximately 3.8 cm shaped. The following segments have been condensed and connected as mentioned above and resulted in a continuous, one-piece rod, as in 94 to FIG recognize. The sections were identified individually 96, (Fig. 10), as was the Connection at 98. In practice, line 98 could not be seen at all. Became When the rod was subjected to flexural loads during a test, it was no greater Tendency to break at 98 than at any other contaminated site before.

Nach jeder neuen eingetragenen Pulvermenge und daraus geformtem Stück wurde die kontinuierlich aus einem Stück bestehende Stange aus dem unteren Ende der Presse herausgestoßen und fortlaufend durch den Ofen, wie oben geschildert, gepreßt. Beim Sintern wurde das Schmiermittel aus der Stange gebracht.After each new amount of powder entered and the piece formed from it became the continuous one-piece rod from the lower end pushed out of the press and continuously through the furnace, as described above, pressed. During the sintering process, the lubricant was brought out of the bar.

Beim anfänglichen Verdichtungssci£' r mut geschraubtem Abschlußstopfen 79 wurde ein Verdichtungsdruck von 50 bis 75 to pro cm2 verwendet. Nachdem der Abschlußstopfen entfernt war, und die nachfolgenden Metallpulvermengen in den Hohlraum der Presse eingetragen waren, wurde ein größerer 2 Verdichtungsdruck von ungefähr 75 bis 100 t pro cm mit einem Durchmesser von ungefähr 90 t pro cm2 verwendet.At the initial compression sci £ 'r with a screwed-in end plug 79 a compaction pressure of 50 to 75 tons per cm2 was used. After the end plug was removed, and the subsequent amounts of metal powder into the cavity of the press were entered, a greater 2 compaction pressure of about 75 to 100 t per cm with a diameter of approximately 90 t per cm2.

Die so kontinuierlich geformte Stange wurde bei einer ungefähren Temperatur der Größenordnung von 3.900°C gesintert vorzugsweise für einen Zeitraum von ungefähr einer halben Minute.The rod thus continuously formed was at an approximate temperature of the order of 3,900 ° C. is preferably sintered for a period of time of approximately half a minute.

Die Verbindungsstelle 98 war eine ungleichmäßige oder nicht ebene Anordnung, die entsprechend von der gestalteten Oberfläche des Preßstempels geformt war (siehe Fig. 9). Die Verbindung besteht aus überstehenden Erweiterungen oder Nebenstellen, die die Bindung verstärken. Dabei wurde festgestellt, daß die Bindungsstärke im wesentlichen zu allen anderen Stellen der Stange 94 gleich ist, sowohl nach der rohen Verdichtung, als auch nach dem Sintern. Der angewandte Druck bewirkt im wesentlichen die Festigkeit der rohen Stange, z.B. Bruchfestigkeit nach der Verdichtung, aber vor dem Sintern, so daß mit der rohen Stange haltert werden kann, ohne daß sie zerbricht, besonders, wenn sie aus der Presse durch die Sinterungsöffnung herausgestoßen wird.The junction 98 was uneven or uneven Arrangement shaped accordingly by the designed surface of the ram was (see Fig. 9). The connection consists of protruding extensions or Subsidiaries that reinforce the bond. It was found that the bond strength is essentially the same in all other locations of the rod 94, both after the raw compaction, as well as after sintering. The pressure applied essentially does the trick the strength of the raw rod, e.g. breaking strength after compaction, but before sintering, so that the raw rod can be held in place without it breaking, especially if it is pushed out of the press through the sintering opening.

Metallpulver von A.I.a.I. M-2 Werkzeugstahl' Batonite, Kupfer 100-RXN. Aluminium Typ 601-AS (Alcoa), Stellite-6B und Eisenpulver von A.O. Smith Inland 300M wurden allgemein in ähnlicher Weise zu dem oben beschriebenen Verfahren verdichtet. Aus jedem der eisenhaltigen und nichteisenhaltigen Metallpulver wurden kontinuierlich rohe Stangen von gewünschter Länge geformt, die selbsttragend sind und bearbeitet werden können.Metal powder from A.I.a.I. M-2 tool steel 'Batonite, copper 100-RXN. Aluminum type 601-AS (Alcoa), Stellite-6B and iron powder from A.O. Smith Domestic 300M were densified generally in a manner similar to the procedure described above. Each of the ferrous and non-ferrous metal powders became continuous formed raw bars of desired length that are self-supporting and machined can be.

Claims

Claims.

1.Continuous process of making a rod from metal powder, characterized in that successive amounts of metal powder (56) into the cavity (76) a die (72) are introduced, with each amount of the metal powder being added connected sections of a rod (94) is compressed, of which at least a portion frictionally comes into contact with the wall of the cavity, and so on serves as a braking device for subsequent amounts of metal powder, which in turn increase connected sections of the rod are compressed that of the in the cavity remaining rod length resulting frictional resistance in relation to a given one Friction is measured at which a subsequent amount of metal powder to a rod section is compacted with predetermined physical properties; that compression is controlled in order to avoid deviations of the measured force from the given resistance adjust so that the subsequent amount of metal powder is connected to the rod as soon as it has the desired physical properties and that the Rod is pushed through the die (72), with at least a portion the rod serves as a lifting device.

2. The method according to claim 1, characterized in that the pressure is exerted axially to the press in order to compact the aforementioned amounts of metal powder.

3. The method according to claim 2, characterized in that the controller the compression, a change in the path of the axially applied pressure and a change in volume the amount of metal powder in relation to each other.

4. The method according to claim 2, characterized in that the cavity the mold has a predetermined volume, and the control of the compression has a change in path of the axially applied pressure in the cavity of the die.

5. The method according to claim 4, characterized in that the path length is varied at the end within the mold against the braking means mentioned, while the return path from the braking means is kept constant.

6. The method according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that an end plug (78) is used in the mold at the beginning is used to act as a braking means in forming the first length of rod, the then friction is generated with the cavity wall of the die, through which sufficient resistance created for the compression of the subsequent amount of powder to the section of the rod will.

7. The method according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that lubricants with the metal powder in the formation of the continuous Rod to be mixed.

8. The method according to claim 7, characterized in that the with the lubricant mixed with the metal powder is approximately 1% by weight of the metal powder.

9. The method according to any one of several of the preceding claims, characterized characterized in that the surface of the hanging rod end is uneven and is not even, and the subsequent amount of metal powder is forced to this Adjust surface and once formed into the compacted section of the rod is, overlaps the mentioned following with the previous piece, whereby the strength of the connection of the sections mentioned is increased.

10. The method according to claim 1, characterized in that a press ram is pushed into the die to compact the powder and a resultant Part of the rod to be formed, with the control of compaction coming from the different stroke of the ram depending on the pressure applied composing the metal powder.

11. The method according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that the rod is continuously sintered as it is from the Mold comes out.

12. The method according to claim 11, characterized in that the sintering is made by induction heating.

13. Pressing device for carrying out the method, according to one or several of the preceding claims, characterized in that it consists of a compression mold (72) with a cavity (76) and continuous for continuous shaping Serves rods, with devices (44, 40) for introducing optional amounts of metal powder in the mold, a plunger (32) and a ram (34), which is towards and move away from the die, longitudinal restriction means (60,62), that of the piston to control and reverse the piston movement when responding to the corresponding Locking device are switched, the piston pushing the ram forwards introduces into the hollow punch space; that the meeting of the ram and metal powder a reaction pressure is developed within the cavity and the device (70) one of the limiting means is set back and thereby the stroke length of the plunger and the ram in direct relation to the reaction pressure during the stroke adjusts.

14. Pressing device for performing the method according to claim 13, characterized in that it hesitzt the device for adjusting the stroke, this at a higher reaction pressure more than increased by a predetermined value and at lower back pressure.

15. Pressing device for performing the method according to one of the or both # Claims 13 13 or 14, characterized in that they are for the introduction optional metal powder quantities in the cavity of the mold a filling shoe (44) on which a storage container for the metal powder (56) can be attached, and a device (48) that the feed shoe in and out the position in which the metal powder flows from the filling shoe into the hollow punch space, can bring.

16. Pressing device for performing the method according to claim 15, characterized in that it has a filling shoe with a filling opening and a filling funnel (50), which is carried by the feed shoe, with the feed hopper always in Connection to the filling opening (46) is, and it keeps in the filled state that a storage vessel (52) is attached in a fixed position on top and always the filling funnel to always have metal powder in it.

17. Pressing device for performing the method according to one or several of claims 13 to 16, characterized in that the pressing device a sintering furnace with an opening that is open at both ends and one Has induction coil around the opening, which is mounted so that the rod directly is picked up from the die, the induction coil sintering the rod makes in the opening.

18. Pressing device for carrying out the method according to one or several of claims 13 to 17, characterized in that the pressing device has a hardened surface shape that is smoothed in the direction in which the metal powder is compressed.

L e r s e i t e