DE3726868C2

DE3726868C2 -

Info

Publication number: DE3726868C2
Application number: DE3726868A
Authority: DE
Inventors: Satoru Aichi Jp Inoue; Shoji Kawasaki Kanagawa Jp Futamura
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1986-08-14
Filing date: 1987-08-12
Publication date: 1991-10-17
Also published as: DE3726868A1; US4830598A; JPS6347103A; BE1002013A3; US4875264A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Mundstücks für das Extrudieren von Wabenkörpern mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ist aus der US-PS 43 73 895 bekannt. Hierbei werden auf der Vorderseite eines Basiskörpers zunächst Schlitze hergestellt. Dann wird auf diese Vorderseite ein besonders verschleißfestes Material aufgebracht und zum Schluß werden die Formkanäle in das verschleißfeste Material eingearbeitet. Bei dieser Vorgehensweise, bei der das verschleißfeste Material in Form einer zusammenhängenden Platte durch Verlöten oder Verschweißen der beiden Teile aufgebracht wird, kann es bedingt durch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten des Basiskörpers und der verschleißfesten Schicht, beim Abkühlen der beiden miteinander verbundenen Teile zu Rissen in der Verbindungsschicht zwischen den beiden Teilen und damit zu Ausschuß bei der Herstellung kommen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der angegebenen Art zu schaffen, bei dem die vorstehend angesprochene Gefahr der Bildung von Rissen und damit Ausschuß bei der Herstellung des Mundstücks beseitigt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die verschleißfeste Schicht nicht in Form einer einzelnen zusammenhängenden großen Platte, sondern in einer Vielzahl von kleineren Platten aufgebracht, wobei außerdem auch die Schlitze im Basiskörper zunächst nicht in voller Breite hergestellt werden, sondern zunächst nur vorgearbeitet und erst zusammen mit dem Einarbeiten der Formkanäle auf ihr endgültiges Maß gebracht werden. Als Material für den Basiskörper kann preiswerter und leicht erhältlicher normaler Kohlenstoffstahl verwendet weren. Spannungen aufgrund von Wärmeausdehnungen, die durch den Unterschied im Wärmeausdehnungs koeffizienten zwischen den Legierungsplatten und dem Mundstückbasiskörper verursacht werden, können durch das erfindungsgemäße Verfahren herabgesetzt werden.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht die Breite der Schlitze zunächst maximal etwa die Hälfte der Breite der Formkanäle.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1A bis 1E ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Mundstücks zum Extrudieren von Wabenkörpern nach der Erfindung; und

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Mundstück zum Extrudieren von Wabenkörpern, das nach dem Verfahren der Fig. 3A bis 3E hergestellt worden ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt, besitzt das erfindungsgemäß hergestellte Mundstück zum Extrudieren von Wabenkörpern grundsätzlich eine Konstruktion, wie sie beispeilsweise aus der US-PS 37 90 654 bekannt ist. Während jedoch im bekannten Fall der Basiskörper 6 des Mundstücks aus einem legierten Stahl, wie beispielsweise Invar, besteht, der einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, welcher im wesentlichen dem der auf den Basiskörper 6 aufgesetzten Platten 5 aus einer superharten Legierung entspricht, besteht bei dem in Fig. 2 gezeigten Mundstück der Mundstückbasiskörper 6 aus einem billigen und leicht erhältlichen gewöhnlichen Stahl, wobei jedoch zu beachten ist, daß die Wärmeausdehnungskoeffizienten dieses gewöhnlichen Stahls und der superharten Legierung erheblich differieren, so daß es zu der eingangs angesprochenen Rißgefahr kommt, mit der Folge, daß die superharte Legierungsplatte 5 vom Basiskörper 6 abblättern kann. Durch das nachfolgend in Verbindung mit den Fig. 1A bis 1E beschriebene Verfahren werden diese Probleme jedoch gelöst.

Bei diesem Verfahren wird zuerst ein normaler Kohlenstoffstahl einem Stanz-, Schleif-, Poliervorgang etc. unterzogen, um einem Mundstückbasiskörper 6 mit der gewünschten Form (nicht gezeigt) herzustellen.

Wie in Fig. 1A gezeigt, werden dann Schlitze 8 geformt, indem eine Fläche des Mundstückbasiskörpers 6 mit Hilfe einer Funkenerosionsmaschine oder eines Fräswerkzeuges aufgeschlitzt wird. Der Abstand P der Schlitze 8 ist der gleiche wie der der Formkanäle 3 (in Fig. 2 gezeigt), die hergestellt werden sollen. Die Breite d der Schlitze 8 ist so bemessen, daß sie nicht mehr als etwa die Hälfte der Breite D der Formkanäle 3 beträgt (siehe Fig. 2). Die Tiefe ist etwa zehnmal so groß wie die Breite der Schlitze 8.

Wie in Fig. 1B gezeigt, wird als nächstes eine Vielzahl von Platten 5 aus einer superharten Legierung mit einer vorgegebenen Dicke (beispielsweise etwa 5 mm) und einer vorgegebenen Größe (die Länge einer Seite jeder Platte 5 ist ein ganzzahliges Vielfaches des Abstandes P) hergestellt.

Diese Platten 5 werden dann in der nachfolgenden Weise durch ein Flüssigphasen-Diffusionsschweißverfahren mit dem Mundstückbasiskörper 6 verbunden:

Wie in Fig. 1C gezeigt, werden die Platten 5 aus der superharten Legierung über ein Verbindungselement 7 aus einem Blech (beispielsweise von 0,01 bis 0,02 mm dick) aus Nickel, Silber-Wolfram, Silber, Kuper o. ä. auf dem Mundstückbasiskörper 6 angeordnet. Die Platten 5 werden dabei so montiert, daß ihre Seitenflächen an die Schlitze 8 angepaßt werden können.

Als nächstes werden die Platten 5 und der Mundstückbasiskörper 6 mit Hilfe des Verbindungselementes 7 durch Flüssigphasen-Diffusionsschweißen unter Vakuum bei hohen Temperaturen (etwa 1000°C) miteinander verbunden. Fig. 1D zeigt den Zustand, in dem die Platten 5 über das Verbindungselement 7 mit dem Mundstückbasiskörper 6 verbunden sind. Das bedeutet, daß aufgrund der hohen Temperatur zum Zeitpunkt der Verbindung und des größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten des Mundstückbasiskörpers 6 als dem der Platten 5 zwischen den Platten 5 Spalte ausgebildet werden. Da die Breite d in Fig. 1A der Schlitze 8 so eingestellt wurde, daß sie die Größe nP der Platten 5 in Fig. 1B entspricht, wird hierdurch die später erläuterte Ausbildung der Formkanäle 3 (Fig. 2) nicht beeinflußt.

Nachdem die Verbindung durch den Flüssigphasen-Diffusionsschweißvorgang hergestellt worden ist, läßt man die Teile auf Raumtemperatur abkühlen. Dieser Zustand ist in Fig. 1E dargestellt. Beeinflussungen aufgrund von Expansionen und Kontraktionen werden durch die Schlitze 8 absorbiert, die an Stellen vorhanden sind, welche den von benachbarten Platten 5 aus der superharten Legierung entsprechen, wie in Fig. 1E gezeigt.

Als nächstes werden die in Fig. 2 gezeigten Formkanäle 3 hergestellt und zwar beispielsweise durch elektroerosive Bearbeitung. Da die Stellen, an denen die Platten 5 aneinandergefügt sind, und die Stellen der Schlitze 8 mit denen der herzustellenden Formkanäle 3 übereinstimmen, wie vorstehend erläutert, sind die Verbindungsstellen der Platten 5 und die Schlitze 8 in den Breitenzonen der Formkanäle 3 enthalten. Da ferner die Platten 5 und der mitverbundene Abschnitt des Verbindungselementes 7 durch Ausbildung der Formkanäle 3 fein unterteilt sind, können unerwünschte Einflüsse aufgrund des Unterschiedes im Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen den Platten 5 und dem Mundstückbasiskörper 6 auf ein im wesentlichen vernachlässigbares Maß reduziert werden.

Die in Fig. 2 dargestellten Löcher 4, können sofort mit hergestellt werden, wenn der Mundstückbasiskörper 6 hergestellt wird, oder können auch nachträglich ausgebildet werden, nachdem die in Fig. 2 dargestellten Formkanäle 3 hergestellt worden sind.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Mundstücks für das Extrudieren von Wabenkörpern, wobei das Mundstück an seiner Vorderseite Formkanäle mit einer dem Wabenkörper entsprechenden Querschnittsform und einer vorgegebenen Tiefe sowie eine Vielzahl von Löchern aufweist, die ausgehend von der Rückseite des Mundstücks in die Formkanäle münden, wobei das Mundstück aus einem Basiskörper aus Stahl und auf seiner Vorderseite aufgeschweißten Plättchen aus einer verschleißfesten Legierung besteht, mit den folgenden Schritten

a) Herstellen von Schlitzen (8) mit einem dem Muster der Formkanäle (3) entsprechenden Abstand;
b) Aufschweißen von Ausgangsmaterial, aus dem die Plättchen bestehen; und danach
c) Einarbeiten der Formkanäle (3) in das Ausgangsmaterial, beispielsweise durch spangebende oder elektroerosive Bearbeitung;

dadurch gekennzeichnet, daß

d) die Schlitze (8) zunächst mit einer geringeren Breite (d) als die Breite (D) der Formkanäle (3) eingearbeitet werden;
e) als Ausgangsmaterial für die Plättchen eine Vielzahl von größeren Platten (5) verwendet wird, deren Seitenlänge einem ganzzahligen Vielfachen des Schlitzabstandes (P) entspricht; und
f) beim Einarbeiten der Formkanäle (3) in die Platten (5) die Schlitze (8) auf die selbe Breite (D) bearbeitet werden wie die Formkanäle (3).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (d) der Schlitze (8) zunächst maximal etwa der Hälfte der Breite (D) der Formkanäle (3) entspricht.